史萊姆論壇 - 螞蟻利用抗生素勝過人類有千萬年歷史

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日本首次發現8500萬年前原始螞蟻化石。該化石保存在一塊琥珀堙A形成于白堊紀晚期。(圖片來源：北京科技報)

　　從波羅的海沿岸撿到的嵌著螞蟻遺骸的琥珀化石來看，螞蟻至少有5000萬年的歷史，事實上它們的祖先可以追溯到1億多年前的中生代。隨著環境和歷史的變遷，軀體龐大的恐龍早已滅絕，而身軀細小的螞蟻卻成為地球上數量最多、分佈最廣的生物。螞蟻為何能熬過千萬年來嚴苛的地球環境劇變，成為目前堪與人類相抗衡的地表優勢物種之一？

　　1月6日，世界著名的《科學》雜誌發表了美國威斯康辛大學麥迪森分校細菌學家卡梅隆•柯堛漪膍s論文。研究者聲稱，從5000萬年前開始，以真菌為生的螞蟻就進化出自己的抗生素，這種螞蟻向類似於蘑菇的真菌作物噴灑一種能產生抗生素的細菌，使它們的作物不受病蟲害侵襲。這一發現，或許會為螞蟻家族興旺發達提供一些佐證。

　　研究者發現螞蟻和細菌有一種共生關係。

　　研究者通過對一種名叫“真菌螞蟻”的螞蟻身上的白色斑點進行研究，得出這一結論。這些螞蟻將近200種，不同“真菌螞蟻”依靠種植不同的真菌類蘑菇來作為惟一的食物來源。所以這些螞蟻費很大心思來照顧它們的“蘑菇園”，包括利用各種植物、種子及幼蟲糞便來施肥。

　　卡梅隆•柯堿膍s小組利用掃瞄電子顯微鏡仔細研究幾種“真菌螞蟻”，發現這些螞蟻的嘴巴和前肢上隱藏著許多細小的腺窩，堶悼R斥著一種能產生抗生素的細菌。這些腺窩有一些細小的孔通向螞蟻身體外部，這樣它們就可以將抗生素傳播給作物。抗生素可以殺死會使作物生病的寄生蟲，從而確保它們主人的食物來源不受破壞。而通過這些特殊的腺體，這些細菌不僅從螞蟻身上獲取營養，也搭了螞蟻的順風車。

　　研究者稱，許多其他生物身上也有很多“共生者”。一些鮮豔的魷魚帶有“會發光的”寄生菌，有些植物身上也寄生著對抗害蟲的寄生菌。但這種螞蟻腺窩的特殊結構使得它們的這種共生關係更加精益求精。研究者發現，一些近緣的不種植真菌的螞蟻身上則沒有腺窩，也沒有寄生菌。

　　切葉蟻2300萬年前種植單一菌株至今。

　　科學家們研究了中美洲熱帶叢林中的切葉蟻的生活習性，發現大約有15的熱帶森林中植物的葉子被切葉蟻搬入蟻穴中作為培育蘑菇的原料。切葉蟻只種一種蘑菇，這相當於人類的單一作物制，雖然開始時產量高，但重複種幾季以後很容易遭受蟲害侵襲，人類是採用輪作不同作物來解決問題的。與切葉蟻同族的另一些品種的螞蟻也採用輪作法，它們經常改換所培育的蘑菇菌種，有時還會馴化一些野生菌種。切葉蟻不進行輪作，原因是它們認定了一種特殊的菌種，具有膨脹的菌冠，極富營養。康乃爾大學和美國農業部的生物學家採用基因分析法，確定了切葉蟻所種的菌種是源於2300萬年前的單一菌株，從未換過品種，卻能延續至今，秘密何在？

　　螞蟻用自有“藥品櫃”向作物噴灑抗生素。

　　這個謎由多倫多大學一位名叫C•R•居堛熙掑h研究生解開了。居堛廑O了三年時間，對包括切葉蟻在內的22種螞蟻進行了仔細觀察。他首先發現螞蟻的蘑菇農場偶爾也會受到一種名為Es-covopsis 的黴菌感染，使蘑菇在幾天內全部死光，結果是整穴螞蟻全部餓死。但儘管如此，切葉蟻還是有辦法控制這種災難，其奧秘在於，雌蟻會分泌一種叫鏈黴素的活細菌。切葉蟻蘑菇園中那些忠於職守的小螞蟻勤於察看，一發現Escovopsis 黴菌就用隨身攜帶的鏈黴素就地將之消滅，以防止其蔓延。而且這種鏈黴素還能刺激蘑菇的生長，真是一舉兩得。

　　每當切葉蟻分群時，蟻后將蘑菇菌種含在口中，連同隨身的會分泌鏈黴素的細菌帶到新穴傳種，所以切葉蟻的單一品種的蘑菇農場能延續至今，歷經千萬年而不衰。

　　螞蟻所用的抗生素為何並未產生抗藥性？

　　最讓人驚訝的是，螞蟻將抗生素作為一種耕種手段已經有5000萬年的時間，而這項發現也提出了這樣一個問題：這些抗生素在寄生蟲體內並沒有經過明顯的抗性進化，為什麼它們還能繼續發揮作用呢？眾所周知，人類使用的抗生素自從50年前被發明以來，由於長期遭濫用，許多抗生素的效果都受到抗藥性的限制，目前在對抗疾病方面已變得不如當年那樣有效。科學家目前也在研究新的抗生素，或設法更有效地使用老的抗生素。如果螞蟻已經進化出了解決這一問題的辦法，其貌不揚的螞蟻也許會對人類有所幫助。

　　更妙的是：人類所用的抗生素多次使用後會使病菌產生抗藥性而導致藥性減弱，但螞蟻所用的抗生素卻並未產生抗藥性。這使得藥物學家既羨又妒，因為對付抗藥性是目前醫藥界急需解決的重大問題之一，專家們至今仍無良策。卡梅隆•柯堿膍s小組的研究人員發現，螞蟻身上的抗生素不但是螞蟻賴以戰勝自然環境的法寶，亦是人體抗生素的主要來源，今後應可研發出新一代的抗生素，更有效地治癒人類的疾病。

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　　螞蟻是讓人類拍案驚奇的“農業專家”

　　美國的《科學》雜誌在此之前還報導了對“螞蟻農業”進行研究的結果。研究表明，螞蟻擁有比人類更悠久的“農耕”經驗。螞蟻從事農業已有5000萬年的歷史，這比人類從事農業才一萬年的歷史要長得多了。

　　螞蟻的農作物是類似於蘑菇的真菌，在蟻穴中培育。科學家一共發現了553種螞蟻種植的真菌。和人類種莊稼一樣，螞蟻也懂得施肥，肥料是它們自己的排泄物。螞蟻也懂得“除草”，它們不僅會將與真菌作物競爭的其他野生菌類的孢子揀出來搬走，而且會利用自身製造的抗生素作為“農藥”，以抑制有害的野生菌類生長。