印度跳蚁在一个好斗的下属(位于中间某处)周围形成一个“警察球”。(图片来源:克林特·佩尼克)一场长达数月的印度跳蚁“皇家大战”几乎与选举国会议员的过程一样残酷。但当蚁群和竞选活动中的尘埃落定时,所形成的等级制度在某种程度上是相似的。当一个印度跳蚁(Harpegnathos saltator)蚁群的蚁后死去时,她特有的“我要生宝宝了”信息素停止循环,工蚁们在熟悉的气味消失的警示下,聚集在蚁群中心,围成一圈,将幼虫和蛹环绕起来。一只蚂蚁开始用触角敲打另一只蚂蚁的头部,很快,蚁群中一半的蚂蚁都参与到触角对决中。拍打升级为头部叮咬,“警察”最终介入并恢复秩序——稍后会详细介绍。当然,蚂蚁们并不是为了争夺一条华丽的冠军腰带;它们互相殴打是为了决定谁可以产卵,谁不能产卵。经过数月激烈但相对无害的冲突后,10到15名顶级候选者脱颖而出,它们变成了生殖蚁(gamergates);它们的脑部萎缩,腹部充满卵巢,预期寿命从最长六个月增长到最长五年。这个群体将平等地分享产卵权,并接替蚁后未完成的工作。
这种新的蚁群秩序是一种复杂的社会安排,称为共享优势等级制度,在其他一些蚂蚁物种中也能看到,但在“更聪明”的动物(如人类和海豚)中更为常见。然而,蚂蚁作为个体,认知上并不先进。那么它们是如何做到的呢?
确保成功
根据北卡罗来纳州立大学、牛津大学和亚利桑那州立大学研究人员构建的行为模型,秘密在于它们的战斗方式。许多脊椎动物能够识别个体并记住与它们的过往互动,而这两种技能被认为是形成共享优势等级制度的关键。蚂蚁既不能识别个体也无法记住过往互动,因此复杂性必然源于简单性。跳蚁可能正在为这场“皇家大战”增加一种“双赢”动态,这使得蚁群不会形成专制的社会秩序。“我们这里看到的似乎是一种新型的优势行为,”北卡罗来纳州立大学的博士后研究员、《美国博物学家》杂志近期发表的一篇论文的合著者克林特·佩尼克说。
三种战斗风格

(图片来源:克林特·佩尼克)在比赛中,蚂蚁主要进行三种行为:咬合、警卫和触角对决。每只印度跳蚁工蚁都能产卵,但前提是它们的生殖系统被激活。当蚂蚁咬合时,它们会咬住另一只蚂蚁的头部,获胜者确立自己的优势。输赢会导致多巴胺水平的变化,获胜者会获得荷尔蒙的提升,这将在下一次对抗中赋予它们优势,这被称为“获胜者效应”。它还会激活它们的生殖系统,而失败者的生殖能力则会关闭。随着越来越多的蚂蚁退出比赛,下属蚂蚁开始“警卫”那些拒绝放弃的次级优势蚂蚁。五只蚂蚁会组成“警卫球”,将挑战者限制长达两天——足够的时间让荷尔蒙高涨平息并“完全关闭”。“这些下属蚂蚁有点像在选择它们的‘领导者’,”佩尼克说。“一旦你被警卫了,你就不会交配了。”但第三种行为,触角对决,引起了研究人员的兴趣。当两只蚂蚁用触角互相拍打时,尚不清楚是否存在赢家或输家。这也是比赛的开端行为,佩尼克和他的团队认为触角对决通过刺激蚂蚁并让荷尔蒙流动而使双方受益。“触角对决让双方竞争者都能获得轻微的获胜者效应,”佩尼克说。“这种攻击性似乎能更快地引发变化,激活它们的生殖系统。”“这就像足球运动员赛前互相顶头,他们正在积蓄能量。”
行为建模
考虑到这三种截然不同的行为,佩尼克及其团队将它们输入计算机模型,以预测当其中一种或多种行为缺失时的优势结果。他们的模型基于佩尼克前导师二十多年来对H. saltator行为的研究。

(图片来源:克林特·佩尼克)例如,当模型中蚂蚁只互相咬合时,会形成一种线性等级制度——一种官僚结构,比如首席执行官在最顶层,权力按等级下达给实习生。当警卫和咬合同时存在时,会形成一种专制等级制度——一只蚂蚁在顶层,所有其他蚂蚁共享相同的等级。线性等级制度和专制等级制度是其他蚂蚁物种中最常见的安排。但如果将“双赢”的触角对决与警卫和咬合行为混合在一起,就会出现共享优势等级制度。有趣的是,不参与对决行为的蚂蚁物种没有多领导者等级制度。

一只工蚁转变为生殖蚁后,开始产卵。(图片来源:克林特·佩尼克)佩尼克认为这种赢家-赢家行为是新颖的,可能不仅是塑造蚂蚁等级制度的关键,也是塑造动物界其他群体的关键。在狼群中,赢家-赢家行为具体表现为何尚不清楚,但佩尼克认为这是一个值得开始关注的问题。“更高的认知能力当然在塑造许多脊椎动物的社会中发挥作用,但我们认为赢家-赢家行为的存在与否可能是决定各种物种优势等级制度性质的重要因素,”佩尼克说。














