蚂蚁并非“打破规则”的典型代表。群居的蚂蚁会合作收集食物，并通常以群体的最佳利益行事。然而，南美洲某些巨大的蚂蚁却打破了生物学的一条基本规则：随着食物链的向上移动，每一步的生物体数量都应该减少。这些蚂蚁是顶级掠食者，占据了远超其应有份额的空间。为了找出它们的秘密，科学家们在森林地面上进行了蹲守。俄勒冈州林菲尔德学院的生物学家Chad Tillberg谈到他自己和同事们时说：“我们都是蚂蚁迷。”所以，当他们开始访问阿根廷东北部的一个公园，并注意到似乎有很多 Dinoponera australis 蚂蚁时，他们以为这可能是他们激动情绪造成的幻觉。此外，Tillberg指出，“Dinoponera 蚂蚁体型巨大。”该属的七个物种，体长可达一英寸以上，是世界上最大的蚂蚁之一。当然，雨林中有许多数量众多的昆虫。但这种当地人称之为“虎甲虫”（hormiga tigre）的蚂蚁数量众多，则需要一个解释。这是因为该物种被称为土壤中的顶级掠食者。与其他顶级食肉动物（比如真正的老虎）相比，它们数量稀少。为了理解这一点，想象一下在一个给定的区域内，你可以收集一个物种的所有个体动植物，然后将它们堆在一个巨大的天平上。通常，当你沿着食物链向上移动时，每组生物会使天平的倾斜度减小。需要大量的植物来喂养适量的食草动物，而食草动物才能满足少量食肉动物的食量。如果动物体型肥大，需要的数量就会更少，就能组成其物种在天平上分配的重量。Dinoponera australis 蚂蚁既肥大又位于食物链的顶端，所以它们一定有些不同寻常之处。也许，首先，它们并没有看起来那么丰富。为了找出原因，Tillberg说：“我们开始绘制地图并挖掘蚁巢。”首先，研究人员通过在公园小径上发现蚂蚁并跟踪它们回家来找到蚁巢。（他指出，如果蚂蚁“不那么巨大”，这种研究会更困难。）在三个地块中，他们标记了每个蚁巢的位置，并计算了蚂蚁与其邻居的距离。他们还在该区域的其他小径上设置了“陷阱”——类似于虫子会掉进去的水桶。他们发现 D. australis 蚂蚁在雨林中分布并不均匀。但在研究区域内，它们数量众多——每公顷（一公顷约等于两英亩半）约有180个地下蚁巢，拥有近8000只蚂蚁。每只蚂蚁重约320毫克。这意味着这些动物的“生物量”（它们在那个巨大的想象天平上的总和）每公顷超过2500克，或5.5磅。这至少是其他掠食性雨林蚂蚁生物量的四倍。这些蚂蚁的数量确实如它们看起来那样丰富。但它们是否可能位于食物链比科学家们认为的更低的位置——而不是真正的土壤霸主？为了找出答案，研究人员从正在返回巢穴的工蚁口中夺走了食物。几乎所有的食物都是它们捕获的其他昆虫的尸体。Tillberg说：“它们并没有偷偷收集大量的花蜜或蜜露。”了解动物在食物链中的位置的另一种方法是进行化学分析。重氮同位素最初存在于食物链底端的植物中，然后随着食用它们的动物的身体而积累，并在食用这些动物的动物体内进一步积累，依此类推。研究人员测量了蚂蚁体内的氮同位素，并将其与其他周围的昆虫和食物进行了比较。这证实了“虎甲虫”的地位：这些蚂蚁不仅是顶级掠食者，而且很可能还捕食其他掠食性昆虫。D. australis 正如其所见——一种巨大的、掠食性的蚂蚁，在雨林中大量出没。它是如何打破生物量规则的？为了解决这个谜团，Tillberg和他的同事们用油漆在蚂蚁的背部做了标记。然后，他们对蚂蚁的巢穴进行了蹲守。Tillberg说：“我们每天都要标记工蚁，并在巢穴入口处观察数小时。”每次蚂蚁离开巢穴，研究人员都会记录它去了哪里。他们看到，大多数蚂蚁都遵循一条单一的捕食路线。与其自由漫步，每只蚂蚁在寻找食物时都会沿着同一条路径前进。这种行为可能使整个蚁群更有效率。Tillberg说：“不同的个体朝着彼此不同的方向前进，这样，整个巢穴周围的栖息地就能被搜索到。”可能还有其他因素让 D. australis 蚂蚁在森林中占据如此大的空间——例如，其他捕食者缺乏竞争，或者其他物种在这种受干扰的环境中难以生存。但Tillberg表示，他认为它们的捕食效率是“至少是解释其丰富性的一部分原因”。看来，如果你想占领森林地面，效率和无情都是值得的。
图片：来自 Alex Wild（通过 Wikimedia Commons）
Tillberg, C., Edmonds, B., Freauff, A., Hanisch, P., Paris, C., Smith, C., Tsutsui, N., Wills, B., Wittman, S., & Suarez, A. (2014)。热带巨型猎食性蚂蚁（膜翅目蚁科）的觅食生态学——评估高丰度的机制。《Biotropica》，46(2)，229-237 DOI：10.1111/btp.12097
