佛羅里達木匠蟻懂得「壯士斷腕」

更新於 發佈於 閱讀時間約 3 分鐘

人類在四肢遭到嚴重感染時,會進行「截肢手術」(amputation)以保全生命。雖然四肢少了一肢的確是不太方便,但是「好死不如賴活」,所以截肢保命是一種不得不的必要手段。


其他動物會嗎?最近有一個德國的研究發現,佛羅里達木匠蟻(Camponotus floridanus)也會進行截肢手術。


一開始是研究團隊的朋友Dany Buffat無意中觀察到一隻螞蟻把另一隻螞蟻受傷的腿給咬下來。他告訴了研究團隊裡面的人。


一開始,他們想這可能只是「蟻吃蟻」,或者是其他的事件。不過,他們決定觀察一下,結果看到了更多的截肢事件,而且,被截肢的螞蟻沒有掙扎,看起來是心甘情願的。


於是他們決定做一點研究。


他們把螞蟻的腿弄受傷,有一組傷在大腿,一組傷在小腿。當傷在大腿時,大約四分之三的螞蟻在3-5小時內會被截肢;但若傷在小腿,則沒有任何一隻螞蟻被截肢。不過,小腿受傷的螞蟻,螞蟻大夫會進行比較長時間的傷口護理(大約是大腿受傷的兩倍)


截肢手術是這樣進行的:螞蟻大夫會先舔一舔受傷同伴的腿,然後慢慢往上舔到螞蟻的轉節處,接著螞蟻大夫就會開始咬轉節處,直到完全咬斷。整個過程大約40分鐘。(不知道有沒有上麻藥XD)截肢完成後,螞蟻大夫會對截肢處進行傷口護理。


所以,到底截肢手術對螞蟻有沒有好處呢?研究團隊接下來把螞蟻分成四組,第一組是大腿受傷後塗無菌生理食鹽水,第二組是大腿受傷後塗含菌生理食鹽水,第三組是大腿受傷後塗含菌生理食鹽水並讓牠回到同伴身邊,第四組是大腿受傷後塗含菌生理食鹽水然後一小時後進行人工截肢。


結果,第二組是四組中存活率最低的(低於40%),其他三組大致差不多,顯示截肢手術不論是人為或是蟻為,都可以提升螞蟻的存活率。


如果截肢對螞蟻的存活率有幫助,為什麼小腿受傷的螞蟻,螞蟻大夫不願意動截肢手術呢?於是研究團隊進行了如上面四組的實驗,但這次是弄傷牠們的小腿。


結果發現,弄傷小腿/感染/截肢組(第四組)的存活率明顯比小腿受傷(第一組)與小腿受傷/感染/回家截肢(第三組)要低得多。這意味著截肢手術無法幫助小腿受傷的螞蟻存活。


到底傷口護理與截肢手術,對螞蟻產生了什麼影響呢?研究團隊在處理後35小時對螞蟻體內的細菌進行了定量。結果發現,大腿受傷組被隔離的感染螞蟻病菌量最多,其他三組沒有差別;小腿受傷組,除了被隔離的感染螞蟻病菌量最多,被人工截肢的螞蟻與未截肢的螞蟻的病菌量差不多,但是回家接受傷口護理的螞蟻病菌量有減少。他們發現,病菌量愈少,存活率越高。


為什麼只有大腿受傷截肢才有助於存活呢?研究團隊懷疑,可能是因為螞蟻的大腿受傷時會嚴重影響體液(hemolymph)循環。於是他們做了螞蟻的微斷層掃瞄,結果發現,負責腿部體液循環的肌肉果然主要位於大腿。


要注意的是,雖然我用了「大腿」「小腿」「螞蟻大夫」這些稱呼,但是螞蟻的「大腿」其實是牠的腿部最粗壯的一節,通常位於腿部的中間部分;另外研究團隊並沒有特別辨認有沒有專門負責做截肢手術的螞蟻。


這是第一次觀察到人類以外的動物會為同伴進行截肢。他們發現,佛羅里達木匠蟻會根據同類的傷口位置,進行不同的醫療處理來提升同類的存活率。


參考文獻:


Frank, E. T., Buffat, D., Liberti, J., Aibekova, L., Economo, E. P., & Keller, L. (2024). Wound-dependent leg amputations to combat infections in an ant society. Current Biology, 34(1), 1-6. https://doi.org/10.1016/j.cub.2024.06.021


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