螞蟻使用蟻酸來清潔巢箱。圖中的特種紙與蟻酸接觸時會變成粉色進而顯示螞蟻分泌蟻酸的量。

螞蟻非常愛整潔：當搬入新的巢箱時，它們首先會花費一整天的時間徹底地清理巢箱。儘管螞蟻分泌的蟻酸可用於維持巢的清潔，但這同時也很危險，能夠殺死未受保護的蛹。那麼螞蟻又是如何解決這一矛盾的呢？

10月9日，奧地利科學技術研究所的Sylvia Cremer和她的團隊發表於《當代生物學》的研究對這個問題作出瞭解答——包裹螞蟻蛹的繭起到了保護作用。

許多種螞蟻都會經由身體內特殊的腺體產生酸度很高的化學物質。很久以來，科學家們一直認爲螞蟻只是用這些有毒物質（大多爲蟻酸）來對抗其它螞蟻和潛在的捕食者。但Sylvia Cremer和她的團隊在2013年和2018年發表的兩項研究顯示，螞蟻還會用酸性化學物質來消毒受污染和被病原體感染的同伴。而在最近發表於《當代生物學》的這項新研究中，他們又發現，入侵性花園蟻（Lasius neglectus）也會預防性地用蟻酸來噴射巢穴，這似乎是爲了保證在首次入住時巢穴是乾淨的。不過，考慮到蟻酸是一種化學武器，在巢穴內使用它進一步引發了一個問題，正如Sylvia Cremer解釋道：“螞蟻怎麼會在巢內噴射這種侵略性的酸性物質，讓自己脆弱的蛹處於酸霧之中呢？”

Cremer等發現，成年螞蟻利用厚皮（角質層）來保護自己免受蟻酸傷害，蛹則通過一個保護性的“殼”（corion）。蛹的角質層通常很薄且脆弱，非常容易受到傷害。然而，入侵性花園蟻的蛹卻被繭包裹，論文第一作者 Christopher Pull猜測繭會爲這種螞蟻提供保護。

實驗中，研究人員首先剝除了部分入侵性花園蟻蛹的繭，發現它們可以存活。但當他們將這些“裸”蛹和工蟻同時放入巢中後，更多的“裸”蛹死了。那麼，“裸”蛹死亡數量增加是蟻酸導致的嗎？爲驗證這一問題，研究者用強力膠水封閉了工蟻的毒腺。“我們製作了一種‘功能敲除’蟻，它們不能分泌蟻酸。”Cremer解釋說。與這種‘功能敲除’蟻一同生活的“裸”蛹和正常蛹的存活率相同。“因此，正是蟻酸殺死了這些‘裸’蛹，就像我們工作時用來保護手的手套一樣，繭起到了保護作用。”Cremer說。

這一研究首次在羣落水平上爲免疫病理學提供了實例。免疫系統經常對抗有毒病原體，與此同時它還必須限制對自身機體細胞的傷害。這種情況也發生在螞蟻羣落水平：它們會保護羣體中最脆弱的部分免受蟻酸清潔過程中的負面作用。

這項研究同時也解釋了爲什麼有些種類的螞蟻失去了原始的繭而其它種類保留了這一特徵。Christopher Pull解釋說：“產生繭對螞蟻來說是耗能的，舉例來說，這可能意味着蛹的孵化期會更長。我們的研究證明，繭保護了發育過程中處於最脆弱時期的螞蟻。”

編譯：Max 審稿：阿淼 責編：張夢

期刊來源：《當代生物學》

原文鏈接：https://www.eurekalert.org/pub_releases/2018-10/iosa-cbs100918.php

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