螞蟻是一種社會性的昆蟲，它們會群居在一起，並在群體內部建立明確的社會分工。一般來說，螞蟻分為：蟻後，工蟻，兵蟻，雄蟻等。
蟻後負責生產，工蟻負責收集食物以及照料蟻後和幼蟻，兵蟻負責防禦蟻巢，雄蟻則只負責與蟻後交配。這種分工我們有時候可以直接透過螞蟻的體型來進行辨認。
切葉蟻中不同等級的工蟻（左側7個）以及蟻後（右側2個）
（圖片來源：維基百科）
但這都是成熟的大型螞蟻群落才能看到的場面。那麽，在蟻群建立之初，它們是如何開局的呢？
「開局一只蟻，裝備全靠撿」
在螞蟻群落建立之初，它們往往會經歷極為艱難（類似於「開局一條狗，裝備全靠撿」）的開局：往往是一只蟻後前往新的區域，在經過定居、捕食、產卵、孵化等漫長的流程後，蟻群內的螞蟻才會緩慢增長到足夠安全的地步。而在這期間，它們可能會因為被捕食、采集的食物不足或者是被病菌感染而全滅。因此，總得來說，其實蟻群能夠成功立足的機率還是比較低的。
在這些導致蟻群全滅的因素中，病菌（尤其是傳染性病菌）的感染格外重要，因為病菌感染的早期往往難以察覺，但到了晚期卻一切都已經晚了。
在成熟的蟻群中，由於螞蟻數量充足，它們往往可以透過多種方式避免病菌的擴散，比如：
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回避：主動回避被汙染的區域，關閉巢穴入口，拒絕被汙染的個體進入巢穴；
（二）主動清理：透過互相清理身上的病菌，將死亡個體搬到隔離區等方式來主動清理巢穴內的病菌。
但是在初生的蟻群中，由於「蟻力」資源有限，往往無法做到上述條件。因此，對這種處於起步階段的蟻群的防疫手段，科學家們非常好奇。最近，就有科學家專門進行了觀察和實驗。
幼蟻被感染了，蟻後怎麽辦？
透過觀察和實驗發現：對蟻後來說，最有效的防疫方法就是吃掉被感染的幼蟻或蟻卵，重復利用它們的營養來生產幹凈蟻卵。
這個實驗利用了黑毛蟻（ Lasius niger ）和綠僵菌（ Metarhizium ）。其中，黑毛蟻是一種在全球都有分布的螞蟻，它們的一個蟻群中只有一個蟻後。每年秋季左右，蟻後婚飛後會獨自建造巢穴（一般是在濕潤的土層中自行挖洞），挖好後，蟻後會堵住入口，並開始產卵（產卵後體型可能會下降50%）。
圖為婚飛後黑毛蟻蟻後，目前還帶著翅膀，隨後她會吃掉自己的翅膀，盡量積攢更多的有機物
（圖片來源：Wikipedia）
第一批卵要經過數周才會孵化並成為最初的工蟻。這些工蟻體型很小但卻極為關鍵，它們一出生就會開始為蟻後尋找食物，一旦這批工蟻死亡，饑餓的蟻後也會走向末路。
綠僵菌則是一種土壤中的常見真菌，它們會寄生到多種昆蟲體表，其孢子發芽後出現的菌絲會穿透昆蟲體表，並進入昆蟲體內發育。昆蟲在被感染後的數天內就會死亡。死亡後的昆蟲體表會被一層綠色的孢子覆蓋。由於這種真菌感染的昆蟲包括白蟻、蝗蟲等多種害蟲，因此它們也會經常被用以制作一種防治害蟲的生物殺蟲劑。
感染綠僵菌的蟑螂屍體
（圖片來源：Wikipedia）
在實驗組中，科學家們首先讓黑毛蟻自然產生第一批幼蟲。然後從自然感染綠僵菌的黑毛蟻中提取出菌株，並用菌株感染其中的5只幼蟲。此後，將這些幼蟲隔離24小時——這個時間正好讓菌株發育，成為致命病菌的同時且不具感染能力。最後，再將感染後的5只幼蟲放回蟻巢中，觀察蟻後的反應。
在對照組中，則選取5只幼蟲，進行除感染之外的其他相同操作。將幼蟲放回蟻巢中後，同樣，觀察蟻後的反應。
據觀察發現，實驗組中，92%的蟻後會選擇吃掉受感染的幼蟲，且不留任何殘骸。而在對照組中，僅有6%的蟻後吃掉了幼蟲。
視訊1：正在吃被感染幼蟲的蟻後
（視訊來源：參考文獻2）
由於對照組表明，在正常情況下，蟻後往往也會食用已經死亡的幼蟲的屍體來回收營養物質。因此，為了確定蟻後吃掉幼蟲到底是因為幼蟲感染了病菌，還是僅僅因為幼蟲死亡了，科學家們進一步為蟻後提供了：（1）感染的幼蟲、（2）凍死的未感染幼蟲、（3）未感染的正常幼蟲，作為對照組。結果發現，感染的幼蟲的被食用率比另外兩組幼蟲的被食用率要更高。
被感染幼蟲被蟻後食用的機率更高
（圖片來源：參考文獻2）
科學家們認為，這些蟻後可能有某種感知幼蟲是否被感染的手段。類似於人類透過測量體溫來檢測是否得病一樣，只是蟻後並不依靠體溫，而可能幼蟲在被感染後，其表皮會產生某種獨特的變化，或產生某些化合物，蟻後透過這些變化來探測幼蟲是否感染。
實驗的最後，吃掉被感染幼蟲的蟻後，其存活率跟其它兩組蟻後的存活率差不多，這說明，蟻後的這種防疫方法是卓有成效的。
吞食感染幼蟲後，蟻後為什麽不會被感染？
但是，為什麽吞食掉被感染的幼蟲後，蟻後不會被感染呢？
理論上，在吃掉被感染的幼蟲時，蟻後也會把菌株直接吞進肚子裏，反而會造成菌株直接在體內生長。科學家們推斷，這是因為蟻後可能會透過吞食它們自身的酸性毒液來殺死體內的菌株，因為他們觀察到蟻後會梳理它們的毒液腺。
為了更進一步理解蟻後為什麽會吃掉被感染的幼蟲，科學家們還模擬了蟻後無法檢測和吃掉被感染幼蟲的情況：他們向蟻後投放了感染階段到末期的幼蟲以及對照組幼蟲。
在感染階段末期，真菌已經消耗完了幼蟲體內的營養，進入到生產大量孢子的階段，會產生成百上千個微小的、新的、具有感染性的孢子子實體。
據科學家們觀測，蟻後會試圖向正在產生子實體的幼蟲屍體噴灑抗菌毒液，這是一種非常主動的防疫措施。但盡管如此，若蟻後在消耗完它們體內的毒液後，依然無法消除子實體，它們自身就會感染病菌並死亡。在實驗中，大約80%的蟻後因此死亡，即使少數蟻後幸存下來，其幼蟲也會被陸續感染而死亡。
（視訊來源：參考文獻2）
研究表明，蟻後的「創業」思路是有成效的
在進一步的實驗中，科學家發現，那些吃掉被感染幼蟲的蟻後在隨後的產卵過程中，比那些不吃掉被感染幼蟲的蟻後的產卵量多了55%。
因此，科學家們認為，這種「吃掉被感染幼蟲」的做法，不僅能有效控制傳染病，還是生存策略的一部份，因為在「創業」前期，每一個幼蟲都至關重要，它們孵化後產生的工蟻數量是決定蟻巢起始資源收集數量的多寡——工蟻數量越多，收集的食物越多，產卵就越多，後續產生的工蟻也越多，蟻巢的存活率自然也越高。
參考文獻：
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出品：科普中國
作者：地星重力
監制：中國科普博覽
