红火蚁介绍

. . 红火蚁 红火蚁(Solenopsis invicta)是世界上最重要100 种入侵生物之一, 是一种对农业生态环境和公共安全造成严重威胁的外来有害生物。自20 世纪30 年代红火蚁首次报道侵入美国以来, 每年以近200 km 的速度扩散。该虫通过商业活动成功地向全世界热带和亚热带地区扩散, 并已经在部分地区定殖。目前, 巴西、美国、安提瓜和巴布达、特立尼达和多巴哥、波多黎各、巴哈马群岛、特克斯和凯科斯群岛、英属维尔京群岛、美属维尔京群岛、澳大利亚、新西兰、马来西亚、中国台湾、香港和广东部分地区已有红火蚁记录或报道。 红火蚁原产南美洲巴拉那河流域,因其蚁群种群数量大,分工严密,性喜群聚并好攻击, 对其栖息地的生物极具威胁。由于其特殊的生物学特性, 红火蚁具有极强的生态适应能力, 并能造成重大经济危害。其经济重要性主要有3个方面:一是造成巨大的经济损失。在农业上,破坏种子和庄稼,数以万计的工蚁和巨大的蚁丘会损坏农业机械设备和妨碍人工操作;同时,红火蚁经常聚集在农业灌溉电子设备内部如水泵、电源开关盒和空调里面, 更为严重的是, 它还能破坏交通信号灯甚至机场指示灯等电子、通讯系统和其他电子设备,在经济上直接造成作物减产和巨额防治、维护费用的支出, 带来巨大的经济损失和安全隐患;二是破坏生态环境。红火蚁食性杂,非常容易与本地蚂蚁种群竞争有限的资源,捕食本地动物如青蛙、蜥蜴、鸟类和小型哺乳动物。从红火蚁的扩散和危害的历史情况来看,一旦在新的地区建群,难以根除, 且耗费巨大;三是对公共安全造成严重威胁，红火蚁经常在民居、校园、公园或高尔夫球场草地筑巢,一旦受到人或动物的干扰,就会攻击人体或动物, 因此,红火蚁蛰人事件的发生屡见不鲜,影响人们外出日常活动,造成社会恐慌。

一、红火蚁的生物学特性 （一）新蚁巢的建立 如果交配后的雌蚁降落在一个已有红火蚁建巢的区域内,它们将受到当地蚁巢中工蚁的攻击并被杀死。即使在它们已想方设法饲育出自己的第一批工蚁, 使其成为真正的蚁后之后, 仍有可能被当地已定居的红火蚁消灭。如果它们降落在红火蚁尚未发生的地区,这些已交尾的雌蚁也常常会被其他种类的蚂蚁杀死;但是,如果它们已设法饲育出自己的第一批工蚁, 这些新的蚁群往往就能存活下来。事实上, 被其他蚂蚁捕食是导致已交配雌蚁死亡的重要原因之一, 其死亡率高达99%。人们防治红火蚁时往往使用广谱性杀虫剂, 同时也杀死了大量的捕食性蚂蚁, 这也是红火蚁为什么能在那些已进行防治过的地区再次快速暴发的根本原因之一。 一旦雌蚁落地, 如果没遭受攻击, 它们会脱掉翅膀, 在土里挖掘7～20 cm 深的洞, 并用土封住洞口。然后, 交尾的雌蚁将自己封闭在小巢室中开始建筑新蚁巢, 这种现象被称作“封闭建巢”。在24 h 内, 新蚁后产下约10 ～ 20 粒卵, 这些卵在其照料下,在6～10天后孵化;在此期间, 蚁后每天持续产下少量的卵(十至几十粒不等), 其中有一些卵将会被刚孵化出来的幼虫吃掉。新蚁后在离开原巢时在其嗉囊中贮存了大量的营养物质(油类物质), 它. . 能将贮存的营养物质反刍出来饲喂给生长发育中的幼虫。同时, 蚁后也将一些由唾液腺分泌的蛋白质以及由飞行肌分解转化后产下的不育卵(营养卵trophic eggs)饲喂幼虫。在这段时间, 蚁后不取食食物, 导致蚁后的体重急剧下降。蚁后所繁育的第一批工蚁个体非常小, 形成一个独特的品级, 称为微型工蚁(minims 或nanitics), 仅新建巢穴的蚁后才会产生这样的工蚁。 一旦工蚁繁育成功,交配雌蚁就成为真正意义上的蚁后,将受到工蚁的护理。大约在第一批工蚁产下后1 个月,它们打开蚁巢通向外界的通道, 收集食物、饲喂蚁后、照料幼蚁(brood , 包括卵、幼虫和蛹), 并开始着手构建蚁丘。当蚁后每天能产下几百粒卵时, 蚁群开始壮大。如果在一区域内有许多新交配的雌蚁, 它们可能会联合起来合作建造蚁巢。其结果是有较大的初始劳动力, 并能提供较好的保护。在单蚁后型蚁巢(只有1头蚁后的蚁巢)中, 那些先出生的工蚁会将多余的蚁后杀死, 直到仅剩1 头蚁后。尽管有多蚁后型蚁巢(多个蚁后的蚁巢)的存在, 但是没有证据显示其蚁巢是由多个蚁后共同建成的。 在此后的1 个月之内, 蚁后会逐渐产下一些个体较大的工蚁, 蚁丘的体积也随之增大。6 个月左右, 就能形成一个宽7～15cm 、高3～6cm 、内含几千头红火蚁的蚁丘, 直到此时才能在地表看到明显的蚁巢。虽然这时蚁群能产生繁殖蚁, 但蚁巢通常需要1 年的时间才能成熟。一个成熟的蚁巢能形成直径30 ～ 50cm 、高35 cm 左右的蚁丘, 整个蚁巢约有200000～400000 头工蚁。当蚁巢成熟后, 蚁后每天可产下与其体重相当的卵(约800粒), 这种蚁后是膨腹型的。在成熟的蚁巢中, 微型工蚁不再出现,蚁群由一系列不同个体的工蚁组成。工蚁基本可以分为两个品级, 即长约5 mm 的大型工蚁和长约3 mm的小型工蚁, 其中大型工蚁仅占小部分而小型工蚁占绝大多数。有些工蚁属于中间型, 但中间型并不被认为是一种真正的品级。大型工蚁的重量是小型工蚁的10 倍。

（二）蚁巢中的生活 1、红火蚁的生长发育 蚁后是蚁群存在的中心。蚁后通过控制产卵的类型、释放影响工蚁和生殖蚁的生理及行为的信息素, 从而控制整个蚁巢。蚁后产下的卵有3 种类型:第一类是专用于喂饲幼虫的不育卵或叫营养卵;第二类是受精卵, 其最终形成不育的雌性工蚁或有繁殖能力的雌蚁;第三类是未受精卵, 其最后发育成雄蚁。蚁后的产卵率是由环境、营养源的可利用性和工蚁的行为决定的。红火蚁蚁后刚产下的卵乳白色、具粘性, 常被工蚁成块地搬起并在蚁巢中移动。卵通常与一龄、二龄幼虫粘结成团, 有时幼虫会取食一些蚁卵作为它们的食物。卵经过7 ～ 10 天的胚胎发育后孵化成无足、污白色、蛴螬状幼虫, 幼虫体表被有少量疏松、弯曲柔软的毛。幼虫的发育经历4 个龄期, 个体的大小及体毛的长短随龄期的增长而增长(图1)。一龄幼虫(图1a)几乎无毛, 二龄幼虫(图1b)被有少许毛。一龄和二龄幼虫常常由表面分泌物粘连在一起。三龄幼虫(图1c)和四龄幼虫(图1d)由Y 型构状毛(图1d 和e , 白色箭头)粘连在一起。1 ～ 3 龄幼虫只取食反刍的液体食物, 而四龄幼虫还取食由工蚁带来的固体食物, 这些固体食物通常被放在紧靠幼虫口器底部和前方的凹陷处(被称为食物篮, 图1e , 黑色箭头), 四龄幼虫通过分泌酶以及咀嚼和吞食较小颗粒而口外消化蛋白质。四龄幼虫的存在对维持整个蚁巢是非常重要的, 这是因为它们能加工大量的蛋白质、反刍蚁后产卵所需的氨基酸和可溶性蛋白质。如果提供充足蛋白质给四龄幼虫, 蚁后的产卵量就多;相反, 如果提. . 供给四龄幼虫的蛋白质减少, 幼虫的反刍量少, 提供给蚁后产卵的氨基酸就会减少。如果蛋白质继续短缺, 幼虫就会自相残杀, 蚁巢的应急食物和供产卵的氨基酸都会减少。

图1 红火蚁幼虫体毛发育及取食情况 幼虫在12 ～ 15 天内蜕皮4 次, 其体重的增长主要在四龄期。工蚁蛹期9 ～ 16 天, 初化蛹呈亮白色, 形状似成熟工蚁。红火蚁通常集中在蚁巢小室中化蛹,不与幼虫一起生活, 其老熟蛹颜色变深。幼蚁和蚁后在蚁巢中被工蚁不断转移到温度和湿度最适宜的区域, 工蚁、幼蚁和蛹的适宜条件略有不同。当蚁巢受惊扰时, 工蚁会根据蚁后分泌的信息素“ 三油精甘油酯(t riolein)”的指示将幼蚁进行转移。新羽化的成虫体色较浅, 被称作初生蚁(callow s), 通常1 ～ 2 天后体色加深。尽管工蚁能够自己蜕皮, 但似乎有一种信息素能够刺激和帮助工蚁蜕皮。

2、工蚁的类型、功能与习性(图2) 蚁巢中工蚁的功能部分是由它们的年龄、个体和蚁巢的需求所决定的。新羽化的成年工蚁将和幼蚁及蚁后一起度过几天到几周的时间, 在这期间它们的功能是作为“育幼蚁”, 即饲喂和照料幼蚁、蚁后,转移幼蚁以适应蚁丘温度和湿度的变化。随着工蚁年龄的增加, 它们在蚁巢中的功能变成维持、清洁和防御蚁群。尽管这类工蚁的年龄和行为可再细分, 它们被统称作“ 居留蚁” 。居留蚁还负责传递食物信息、接受觅食蚁的食物和运输食物;年长的工蚁还被称作“觅食蚁”,其功能是离开蚁群搜寻食物。工蚁作为育幼蚁、居留蚁或觅食蚁的时间长短是由其个体大小所决定的, 但也受蚁巢需要的影响。例如, 如果大多数育幼蚁和觅食蚁被杀死, 居留蚁可转化成育幼蚁或提前成熟转化成觅食蚁。夏季, 小型工蚁可存活60～90 天, 其生命的大部分时间是育幼蚁。大型工蚁在夏天可存活90～150天, 但是越冬个体则可存活8 个月或更长时间, 然而大型工蚁作为育幼蚁的时间却很短。蚁后的寿命可达7 年以上。 .

. 图2 工蚁的类型、功能与习性 .

. 随着蚁巢的成熟, 其组成结构也随之发生变化。微型工蚁只能由筑巢初期的蚁后产生而且是不能被替代的。随着蚁巢的生长发育, 大型工蚁和居留蚁的比例增加。一般来说, 10 %～ 20 %的觅食蚁可在任何时候寻找食物, 但取食活动主要依赖于温度。工蚁觅食最活跃的时间是当地表温度在22 ～ 36 ℃时, 在凉爽季节通常是白天, 而在炎热季节通常是傍晚和夜间。大型蚁丘的蚁道可分支并延伸数十米远, 而且蚁道有通向地表的开口, 因此觅食蚁主要通过蚁丘侧面主干蚁道离开蚁丘而进行觅食。在主蚁丘外有时还会发现由工蚁和部分幼蚁组成的小型卫星蚁巢。觅食蚁在巢穴四周觅食, 当遇上少量可独自处理的食物时, 其就会携带食物直接沿原路返回蚁巢。当发现大量食物时, 它会携带少量食物返回蚁巢, 并沿路留下信息标记来召唤同伴。随着更多的蚂蚁来回搬运食物, 蚁路的标记信息将不断加强。有时, 这些食物会被多头独自外出觅食的蚂蚁发现, 这样就会留下多条蚁路。但这些食物通常只会被来自同一蚁巢的红火蚁独占。

3、取食习性 红火蚁是杂食性的, 但其大部分食物是被其叮蜇和杀死的无脊椎动物。红火蚁取食死的动物、植物组织、种子、发育中和已成熟的果实, 还喜好蜜露和汁液, 因此它们是高效的清道夫。这些食物能吸引红火蚁前来取食是由于溶液中含有糖份、某些氨基酸和离子, 还由于食物的油中含有多不饱和脂肪酸。红火蚁的工蚁只取食液体食物, 因此其搬回蚁巢的半数食物是液态状的。油类食物通常被储存在觅食蚁的嗉囊和后咽腺中, 而水溶性的液体只储存在嗉囊里。觅食蚁通过交哺将液体食物饲喂给其他工蚁, 获得食物的工蚁返回蚁巢, 立即将液体食物中的油类慢慢地传送给育幼蚁, 然后由育幼蚁再传给幼虫(图3)。溶液中糖分、可溶性蛋白质及氨基酸混合物同样对工蚁具较强的吸引力。糖分和氨基酸溶液能引起工蚁间的多次交哺, 但多次交哺不仅稀释了溶液, 而且降低了营养物质转移到幼虫的速度。工蚁的咽部能过滤大于0 .88 μm 的非溶性食物颗粒, 并将其累积在口腔中, 最后排出体外。四龄幼虫能取食45 μm 的食物颗粒, 而且可粉碎较大的颗粒, 甚至口外消化蛋白质, 因此工蚁排到体外的食物颗粒以及大块固体食物的碎片可以直接用来喂饲四龄幼虫。由于固体食物被直接饲喂给四龄幼虫, 因此与真正的液体食物相比, 固体食物能被更快、更直接地从野外转移给四龄幼虫。