鸿岳资本如果大家在野外看到这样一个一个的小土丘，那就要小心了......

我们研究红火蚁的行为也是非常有用的，特别是对监测和防治红火蚁来说很有用。

文超 · 北京林业大学青年教师

格致校园第48期 | 2024年北京

大家好，我是来自北京林业大学的文超。我主要研究社会性昆虫包括蚂蚁、蜜蜂、熊蜂等等，今天就给大家分享一下我们的一些研究和研究中发生的有趣故事。

前几天我刚看到过一则新闻，说红火蚁已经入侵到我们国家12个省份了，目前已经有超过600多个区县被红火蚁入侵。

大家可不要小瞧这个蚂蚁。被红火蚁叮咬之后，轻则会像图片这样形成一个脓疱，严重的话会导致休克甚至死亡。所以红火蚁也被列入了全世界最危险的100种生物之一。

在红火蚁入侵的地方，每3个人里就有1个人被红火蚁叮咬过，这其中有10%的人会有发烧甚至是过敏反应。有一项预测就说在未来的35年里，如果我们不对红火蚁采取有效措施的话，它将给我们带来很大的经济损失。

那么红火蚁到底长什么样呢？我们可以看下这张照片。红火蚁的颜色是棕红色，它的大小其实和普通的蚂蚁差不多。在红火蚁的腹部和胸部的连接处，也就是腹柄结有两个突起的结构，而普通的蚂蚁只有一个突起，这也是鉴定红火蚁的一个非常好的依据。

面对一滴水构成的“大海”

我们要研究红火蚁，就需要到野外去采集红火蚁。

如果你们在野外看到这样一个一个的小土丘，那么就要小心了，这很有可能是红火蚁的蚁巢。发现蚁巢之后，我们就会使用铁锹把红火蚁的蚁巢给一锅端掉，包括它周围的土壤，把红火蚁收集到我们的采集箱里面。采集箱的四壁涂有滑石粉，这样就可以防止红火蚁逃跑。

我们在野外已经非常小心了，但还是不能避免被红火蚁叮咬。当时我的手被红火蚁叮咬之后，连拳头都握不上了。

我们再看右边这张照片。大家知道我的哪根手指被红火蚁叮咬了吗？没错，我的中指被红火蚁叮咬了，肿大得非常明显，说明红火蚁的毒性是非常大的。

我们采集完红火蚁之后，就把它像“宠物”一样养在我们的实验室。有一次我们在给红火蚁喂糖水的时候发现，红火蚁会将蚁巢里面的土壤颗粒搬运到糖水里面，这就引起了我们极大的好奇心：红火蚁它为什么会这么做呢？

Wang et al., 2018

于是我们就在实验室继续观察。我们发现，如果不给红火蚁这些可用的颗粒的话，被糖水淹死的蚂蚁就非常多。而当我们给了红火蚁这些可用的颗粒，淹死的蚂蚁就比较少了。

因为一滴糖水对于红火蚁来说，就相当于是汪洋大海。我们都知道，水是有虹吸张力的，当红火蚁去取食糖水的时候，它就会被虹吸张力吸进去而导致溺亡。所以，红火蚁就通过往水里搬运土壤颗粒来应对这种危险的情况。

我们就在思考，是不是红火蚁在遇到危险的时候都会这么做呢？

有一件事情给了我们灵感。有一次，我们在实验室用糖水喂红火蚁的时候，不小心把糖水洒落在地上了，于是我们实验室的每个小伙伴都像兔子一样，一蹦一蹦地走路，都不想让鞋子粘上糖水。

我们就在想，红火蚁是不是也不喜欢这种黏性的表面呢？于是我们就选择用双面胶来做这个实验。

我们把红火蚁采集回来之后，要给它做一个人工的巢穴，然后用锡箔纸把这个盒子封上，主要是为了避光。因为红火蚁生活在地底下，需要一个黑暗的环境。

我们再用一个管子将它的蚁巢连接到觅食区域，这个觅食区域就相当于红火蚁的餐厅，红火蚁在这里吃火腿肠、喝糖水。我们整个实验都是在觅食区域里面完成的。

可以看到，在做了双面胶处理的表面上，红火蚁搬运了很多的颗粒；但是在没有双面胶处理的表面上，红火蚁搬运的颗粒就很少。

为了进一步地看清楚它们是怎么做的，我们就录制了一些细节的视频。可以看到，一些红火蚁正在搬运颗粒覆盖双面胶，另一些红火蚁正在吃火腿肠，分工非常明确。后者就站在前者铺好的路上，最终获得了美味的火腿肠。

曾浩林等拍摄

我们这项研究得到报道之后，引起了同行极大的兴趣。我的一个朋友他们就用了些亮晶晶的颗粒来做这个实验，旁边放一个双面胶让红火蚁来表演搬运。红火蚁将这些亮晶晶的颗粒搬运到这个双面胶上，最后做成了一个非常漂亮的艺术品。

我们还在实验室让红火蚁帮我们写字。我们将双面胶做成不同的文字形状，旁边放一些土壤颗粒，这样的话红火蚁就会搬运这些颗粒，来覆盖我们所写的字。同学们要是感兴趣的话，也可以让红火蚁写你们的名字，也是非常有趣的。

双面胶就能监测红火蚁

我们是在实验室做的这个实验，做完之后，我们就想进一步验证野外的红火蚁有没有这种行为，因为哪里才是红火蚁真正生活的地方。

于是我们就带上录影设备、带上小马扎，在野外一坐就是一天，也不会感觉很辛苦，这可能就是兴趣带来的力量。

我们研究红火蚁需要待在一些很热的地方，经常会中暑，所以要及时避暑。于是我们就会带上一些防暑利器，比如这个小风扇，我称它为“救命小风扇”，确实太好用了。

我们前面做的实验大家都很感兴趣，但是也有人提出了疑问。有人说，你们是把双面胶放到了红火蚁的家门口，它不得不去处理。要是你们把双面胶放远一点，它还会有这样的行为吗？

于是我们就在野外的蚁巢外设置了两个距离，一个是0.2米，一个是2米。我们发现，即使双面胶在距离蚁巢2米的地方，红火蚁也会搬运颗粒来覆盖双面胶处理的表面。

它们为了获得中间美味的食物，不惜“铺路搭桥”，是不是很聪明？

所以我们接下来又要思考一个问题，红火蚁到底愿意花多大的精力来做这件事情？

我们将很多塑料板切割成不同大小的圆盘，把这些大大小小不同的圆形塑料板扛上山。圆盘的半径就是红火蚁搬运的距离。因为红火蚁它只能从圆盘外边搬运颗粒，距离越远所需要的成本就越高。

当时天气也非常热，我们干得很辛苦。我们把它放到红火蚁发生的区域，观察不同大小的板子上红火蚁搬运颗粒的情况。最后我们发现距离越远，搬运的颗粒就越少，看来红火蚁也能理解自己收益和付出之间的性价比。

做完这些实验之后，很多人都在问我们一个问题，他们说你们发现的这个行为确实很有趣，非常有意思，但是有什么用呢？

其实，我们研究红火蚁的行为也是非常有用的，特别是对我们监测和防治红火蚁来说很有用。

防治红火蚁首先要知道一个地方是不是有红火蚁，也就是要做红火蚁的监测。目前做红火蚁监测主要有两种方法。一个是陷阱法，陷阱法就是我们在一个管子里面加一些水或者是酒精，然后把它埋到地下，如果有蚂蚁路过的话就会掉进去。

第二个方法是诱饵法。诱饵法就是我们将红火蚁喜欢吃的食物比如猫粮、狗粮以及它最爱的火腿肠等等放到离心管里边，然后放到野外，过一段时间我们来看这个离心管里面有什么样的蚂蚁。

但是这两种方法都有明显的局限性。我们抓到了各种各样的蚂蚁之后，不知道它是不是红火蚁，有可能是别的蚂蚁，这就还需要专业的人员对其做鉴定。

我们的这种方法叫黏胶法，也就是一块双面胶中间放一个火腿肠，然后把它放到野外。如果我们在野外发现了这种搬运颗粒的行为，那说明这个地方很有可能就有红火蚁，因为这种行为具有相对的专一性。

左：Shen et al., 2022

我们的方法也在广东十几个地方被验证了，包括农田、草地、森林等等。当地的基层部门和工作人员用了之后，也给予了我们这个监测装置很高的评价，我们也申请了发明专利。

风油精有用吗？

红火蚁监测很重要，红火蚁的防治同样也很重要。

比如大家都使用过风油精来驱避蚊虫，但是它到底能不能驱避红火蚁呢？这就是我们想知道的一个问题。

风油精是一个混合物，我们测定下来发现风油精有5种主要成分，包括桉油精、樟脑、薄荷醇、水杨酸甲酯和丁香酚。然后我们给红火蚁做了一个触角电位响应。

触角电位就相当于同学们去医院的时候做的心电图。我们去医院做心电图，需要将我们的心脏连接到仪器上，但是红火蚁做“心电图”是将触角连接到仪器上。红火蚁的触角是主要嗅觉器官，就相当于我们人类的鼻子。

我们就将这几种物质给红火蚁闻。如果在我们的仪器上能形成一个波峰，那就说明红火蚁能感受到这个物质。

可以看到，风油精的五种成分对于红火蚁来说都是能引起触角电位响应的，说明这5种成分红火蚁能够感受到。

但是红火蚁是喜欢这个物质还是讨厌这个物质呢？我们不知道。于是我们又带上了我们的录影设备，又带上我们的小马扎去野外。

我们将风油精的这5种成分涂抹到塑料板上，每一种成分涂抹一个塑料板，中间再放一块火腿肠。如果红火蚁来，那么就说明这个物质的驱避性可能不好。如果过了很长时间红火蚁都没有来取食这个火腿肠，说明这个物质它的驱避效果就是最好的。

可以看到，在前面的4种物质涂抹的塑料板上，红火蚁覆盖了特别多的颗粒，最后把中间的食物给吃掉了。但是，我们可以看最下面用了这种叫丁香酚的物质，火腿肠不仅仅留在了塑料板上，同时覆盖的土壤颗粒也很少，说明红火蚁连覆盖都不想覆盖了。这表示丁香酚对于红火蚁的驱避作用是最强烈的。

丁香酚是一种我们人类可食用的香料，对于人和动物的危害都是比较小的。于是基于此，我们就研发了一种丁香酚为主要成分的驱避剂。这种驱避剂可以应用于一些敏感的地方，比如说学校、医院等，农民下地的时候也可以喷洒一点，这样就能防止被红火蚁叮咬。在苗木的运输过程中，我们也可以在花盆里面加一点丁香酚，这样就阻止了红火蚁的远距离传播。

做完这些实验之后，我就有了一个思考。其实研究小小的蚂蚁也是很有用的，对于保护人民的生命安全非常有意义，甚至对于我们实现保家卫国的理想也是很有用的。

小昆虫，大作用

我们实验室的另个研究对象是地熊蜂。为什么要研究地熊蜂呢？