子弹蚁(学名:Paraponera clavata),蚁科近猛蚁属下的一种昆虫,[2]因被其叮咬后产生的痛感像被子弹击中一样而得名;[10]又被称为“24小时蚁(24-hour ant)”“康加蚁(conga ant)”“小巨型狩猎蚁(lesser giant hunting ant)”。[1]子弹蚁大约长20~35mm,[3]是世界上最大的蚂蚁之一;[11]其头部具有大型且发达的螫针,外形像没有翅膀的黄蜂(Vespidae)。[4]
子弹蚁分布在中美洲和南美洲,[5]主要生活在亚马孙雨林中,是潮湿热带森林类型的典型居民。[6]它们喜欢在大树的根部筑巢,尤其是大叶翼荚豆(Pentaclethira macroloba)树下。[3]子弹蚁是杂食性动物,除了采食花蜜外,[7]它们还会捕食其他动物,包括昆虫、鸟类和小型哺乳动物。[9]子弹蚁毒液具有神经毒性作用。[12]被子弹蚁蜇咬后,以咬伤为中心点,皮肤上会出现隆起的丘疹,以及红斑和水肿。[13]
子弹蚁在美国昆虫学家施密特评定的“叮咬痛感指数”中,被列为最高级别。[11]在巴西亚马逊热带森林的原始部落中,存在一种称为“子弹蚁成年礼”的传统仪式。[14]其在漫威影业出品的科幻动作电影《蚁人》中,构成蚁人率领的战斗军团。[15]
起源演化
根据现行分类,子弹蚁是膜翅目(Hymenoptera)下蚁科(Formicidae)的一员,归属于近猛蚁亚科(Ponerinae)中的近猛蚁属(Paraponera)。[2]近猛蚁属自创建以来一直只包括子弹蚁这一物种。直到1994年,意大利昆虫学家切萨雷·巴罗尼·乌尔巴尼(Cesare Baroni Urbani)在波罗的海发现了一块多米尼加琥珀,其中保存了一个完整的化石种Paraponera dieteri,被认为是子弹蚁的已灭绝近亲。这块琥珀的形成年代约在早中新世,大约在1500万至4500万年前。Paraponera dieteri表现出与子弹蚁相似的特征,但其头部更窄,长度、前胸宽度和腹节宽度都较子弹蚁更小。Paraponera dieteri的身体结构特点表明,该属整体上呈现出演化速度较为缓慢的特点。[16]
命名
子弹蚁因被其叮咬后产生的痛感像被子弹击中一样而得名;在委内瑞拉,由于子弹蚁蜇伤的疼痛可以持续一整天,又被称为“24小时蚂蚁”。[1]其学名中的种加词“clavata”拉丁语语义为“棍状”,[17]属名“Paraponera”意为“接近猛蚁属(Ponera)”。[18]
分类
1775年,丹麦动物学家约翰·克里斯蒂安·法布里丘斯(Johan Christian Fabricius)在他的《昆虫学系统》(Systema entomologiae)一书中,首次描述了子弹蚁这一物种,将其归于蚁属(Formica),学名定为“Formica clavata”,但法布里丘斯错误地将类型产地列为印度,实际上,子弹蚁只分布于中美洲和南美洲。[19]1804年,法国动物学家皮埃尔·安德烈·拉特雷(Pierre André Latreille)将子弹蚁重新归类为猛蚁属(Ponera)中。[20]1858年,英国昆虫学家弗雷德里克·史密斯(Frederick Smith)建立了近猛蚁属(Paraponera),并通过单型法(创建仅包含单个分类单元的分类群)将子弹蚁划归为近猛蚁属,且指定其为该属模式种。[21]
外部特征
子弹蚁是一种巨型蚁类,[9]大约长20~35mm,[3]是世界上最大的蚂蚁之一。[11]其中工蚁长约18~30mm,[22]蚁后相较于工蚁而言,体型仅仅稍大,长约25~35mm,并没有表现出多态性(注:多态性是生物学中的一个概念,指的是同一物种内部个体之间在形态、生理特征或基因组等方面存在明显差异的现象)。[4][7]
子弹蚁的颜色呈深红褐色至黑色,[3]外形与黄蜂(Vespidae)相似,但没有翅膀。[4]身体坚实,有坚硬的刚毛。[3]其头部具有大型且发达的螫针,腹部具有摩擦发音器。[4]


内部特征
子弹蚁的毒液腺是其生物武器的关键组成部分,主要由三个部分构成:[23]
毒囊(Poison Sac):毒囊呈梨形,通常位于子弹蚁的腹部。其外部表面较为平坦,但内部具有波浪状突起。毒囊内壁覆盖着一层简单鳞状上皮细胞。在毒囊的基部,有一些突出的上皮细胞形成纤维状突起。[23]自由毒丝(Free Poison Filaments):自由毒丝是从毒囊中分支出的细长管状结构。这些毒丝可能分出一到多个分支,呈现出复杂的结构。在细胞水平上,自由毒丝由简单的立方形细胞构成,有时在基部附近会有较大的细胞。[23]卷曲毒液腺(Convoluted Poison Gland):卷曲毒液腺位于毒囊的末端,是一个扭曲的管状结构。它与自由毒丝通过一长导管相连接。卷曲毒液腺内的细胞通常呈低柱状至立方形,相对较简单。其主要功能是产生毒液。[23]


分布范围
子弹蚁是生活在中美洲和南美洲的热带雨林中的一种巨型热带蚂蚁,[5]分布范围包括洪都拉斯、尼加拉瓜、哥斯达黎加、委内瑞拉、哥伦比亚、厄瓜多尔、秘鲁、玻利维亚和巴西等国家和地区。[1]

栖息环境
子弹蚁主要生活在湿度较高,具有丰富生物资源的亚马孙雨林中,是潮湿热带森林类型的典型居民。[6]从尼加拉瓜向南延伸到亚马逊河流域的大西洋沿岸的低地雨林,哥斯达黎加的海拔高度达500米左右的雨林,秘鲁的初级和次生雨林中均可以找到子弹蚁的身影。[4]它们喜欢在大树的根部筑巢,尤其是大叶翼荚豆(Pentaclethira macroloba)树下。[3]

觅食行为
子弹蚁是杂食性动物,除了采食花蜜外,[7]它们还会捕食其他动物,包括昆虫、鸟类和小型哺乳动物。[9]
子弹蚁通常通过攀爬树木来觅食,很少在森林地面觅食。[5]它们的觅食工蚁主要在夜间活动,白天几乎不会看到子弹蚁外出觅食的情况。在黄昏前,有大量的觅食工蚁会离开巢穴,然后消失在树冠中。觅食活动会持续整夜,期间会有多次回巢和离巢的高峰,但最大规模的回巢活动发生在清晨。离巢或回巢的工蚁通常会选择树干上的两条主要路径之一。如果觅食工蚁没有使用这两条路径之一,它们会沿着树上下搜索,直到找到其中之一。[3]
子弹蚁是一种原始的猛蚁亚科(Ponerinae)蚂蚁,在采集花蜜时使用了一种称为“社会桶”的技术:即觅食工蚁会用它们的下颚部位携带食物,而不是使用反刍技术或较为常见的社会胃(注:社会胃是一种存在于某些社会性昆虫中特殊的生理结构,通常位于工蚁或工蜂的腹部;其主要功能是将采集的食物转化为更容易共享的形式,以供巢内的其他成员食用)。[7]

穴居行为
子弹蚁在树木基部的地下筑巢,有时也会占据树洞。巢穴可能完全被树荫遮盖,或者会接收到不同程度的直射阳光。巢穴通常只有一个入口,但也可能有多个开口。主要入口通常与树干或植物基部相邻;次要的开口可能用于排除废弃的土壤。一个大巢穴有从入口向下和向外通往地下的巢室的隧道,深度在7~62cm之间。巢穴直径为5~10cm,地板平坦,圆顶略微隆起,高度为13~16mm,有时密集堆叠在层中。排水或逃生隧道延伸到最深的巢室以下。[4]

攻击行为
无论是子弹蚁的工蚁还是蚁后,[9]在没有受到威胁的情况下通常不具有攻击性。但是,当它们的巢穴受到干扰时,工蚁会涌出,释放出浓重的麝香气味,发出可被听见的警告声,然后抓住并刺伤入侵者;[4]蚁后在保卫巢穴时非常凶猛,会发出摩擦声并猛烈地蛰人。[9]此外,在觅食受到干扰时,工蚁会通过腹部摩擦发音器发出尖叫声,作为对潜在捕食者的警告或作为寻求帮助的警报呼叫。[3]
螫针是子弹蚁的主要攻击工具,其分泌的毒液具有神经毒性,可以阻止昆虫中枢神经系统的传递,并对哺乳动物的平滑肌产生兴奋作用。[4]比利时自然历史学家约瑟夫·查尔斯·贝克瓦特(Joseph Charles Bequaert)在1920年代首次描述了人类被子弹蚁螫咬的情况。螫咬的痛苦程度堪比被子弹击中的疼痛,子弹蚁的名称也由此而来。[10]

集群行为
子弹蚁是一种具有一定原始特征的新热带蚂蚁,属于真社会性蚂蚁。蚁后仅比工蚁略大,因此在卵子产生方面几乎没有明显的差异。成熟的蚁巢,即那些产生生殖形态或具有翅膀的雄蚁和处女王蚁的蚁巢,规模很小。[4]典型的蚁群由700~1000只个体组成,[3]最多只会包含几千只蚂蚁。工蚁表现出一种基于体型的分工,较小的蚂蚁倾向于留在蚁巢内担任保姆的角色,而较大的工蚁则充当蚁巢的卫士和觅食者。[4]

生长繁殖
在子弹蚁的野外群落中,每一个新建立的蚁巢都是由营孤雌生殖的蚁后所建立,且已建立的蚁巢中有且只有一只已交配的蚁后。[4]子弹蚁群落均为单配性。[24]
蚁巢温度在22~27℃之间变化,幼虫一般是在温度最高的地方孵化。值得注意的是,当蚁巢温度均匀地保持在22~23℃时,蚁群的生长反倒会更慢。[24]
子弹蚁群落中的工蚁在生长过程中呈现出异速生长,也就是说,随着它们的体型变大,不同身体部位的尺寸增长的比例不同。子弹蚁工蚁的体型范围相对较窄,不呈双峰分布,而是倾向于较大的工蚁。这与其他蚂蚁物种,如木蚂蚁(Camponotus castaneus)有所不同,后者的尺寸分布呈微弱的双峰分布。[25]
另外,子弹蚁的工蚁在卵巢发育方面也表现出差异。巢内的工蚁和育儿工蚁的卵巢通常比觅食工蚁的卵巢更发育成熟。这表明子弹蚁的工蚁可能在不同的生活阶段承担不同的任务,这些任务可能包括繁殖和照顾卵仔。这种卵巢发育差异可能与工蚁的生理型有关,而不仅仅是年龄因素导致的。[25]
危害
子弹蚁通过它们腹部尖端的可伸缩的“注射器样”长针来实施螫咬,并向猎物或敌人的体内注射毒液。[10]其毒液包含多种有毒成分,其中一个被命名为“子弹蚁毒素”,具有神经毒性作用。这些成分能够阻断昆虫中枢神经系统的突触传递,同时对哺乳动物平滑肌具有兴奋作用。[12]
被子弹蚁蜇咬后,以咬伤为中心点,皮肤上会出现隆起的丘疹,同时,咬伤部位还会出现红斑和水肿。[13]被螫咬的疼痛可持续24小时,并伴随着颤抖、出汗、恶心和受伤部位的麻痹。被子弹蚁多次叮咬可能导致死亡。[10]
防治
预防子弹蚁螫伤的方法包括穿着及膝靴,并留意附近树木是否有蚁巢。如果发生螫伤,首先要将蚂蚁从受害者身上移除。其次,使用抗组胺药、氢化可的松霜和冷敷可以有助于减轻螫伤部位的肿胀和组织损害。必要时,可以采用处方止痛药来缓解疼痛。如果不经治疗,大多数子弹蚁螫伤也会在一天内自行消退,但不受控制的颤抖可能会持续更长时间。[1]
捕食关系
子弹蚁的天敌不仅包括各种食虫动物,还有来自其他蚁群的同类蚂蚁,同时它们也会相互捕食。[1][4]
寄生关系
蝇科寄生蜂蚤蝇(Apocephalus paraponerae)是子弹蚁工蚁受伤时的寄生虫。[1]蚤蝇的雄性和雌性均会被子弹蚁的工蚁所吸引;但是雌蝇在受伤或刚刚死亡的工蚁身上寄生的机会最大。雌蝇通常会在一个宿主上产卵多次,而几只雌蝇可能会同时在同一宿主上产卵。卵的孵化和幼虫的发育非常迅速,幼虫在产卵后的3~7天内离开宿主,然后爬离宿主并在周围的落叶堆中化蛹。成虫在产卵后的17~26天内出现。[26]
民俗
在巴西亚马逊热带森林的原始部落中,存在一种称为“子弹蚁成年礼”的传统仪式。为了获得部落社区的认可,年轻男孩必须经历并忍受一大群子弹蚁的蛰咬,这被视为一种成年仪式。子弹蚁的蛰咬疼痛如同被真正的子弹击中一样,会导致被咬的人出现短暂的肢体瘫痪。在整个过程中,男孩不能掉一滴眼泪,只有如此才能成为一个真正的男人。[14]

电影
相关研究
美国昆虫学家贾斯廷·施密特(Justin Schmidt)通过故意遭受了78种不同昆虫的叮咬,从而制定了一种称为“叮咬痛感指数”的评估方法,也被称为“施密特指数”,用来衡量昆虫叮咬带来的疼痛程度。这一指数范围从0到4,表示疼痛强度逐渐增加。子弹蚁在“施密特指数”中被评为“4+”,排名第一位。施密特形容被子弹蚁叮咬就像是在燃烧的木炭上行走,或者被一枚3英寸长的生锈钉子刺入脚后跟,这种疼痛感超越了其他任何昆虫的叮咬。[11]
参考资料 26
- The Bullet Ant: The Insect With the World's Most Painful Sting — ThoughtCo
- Paraponera clavata — ITIS
- 参考 3
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- 参考 14
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- Clavata — biologyonline
- 参考 18
- 参考 19
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- 参考 21
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