小时候在书里看到这么一句话：“动物和人的区别，就是人类会使用工具”，当时我仿佛一下明白了人类作为万物之灵的优越性。但到了读博士时，我又看到大量文献资料——原来，许多动物也都会使用工具。

更没想到的是，我自己还亲眼见证、亲自研究了一些动物是如何巧妙地利用工具，从而喝到糖水，或者铺路越过障碍，或者保护自身以免被淹死……

“大蚁”治水

说起使用工具的动物，人们似乎很少在第一时间就想到小小的昆虫，但其实，它们是利用工具的主要动物类群。我们最早观察到昆虫使用工具，其实是出自一个非常偶然的过程。

2015年，我们实验室采集了一些红火蚁（Solenopsis invicta）进行防治试验。在滴加糖水喂食红火蚁时，我们观察到一个有趣的现象：红火蚁会搬运一些土壤颗粒，投到液滴的边缘，甚至会不断拉扯液滴边缘的颗粒，最终打破整个液滴的张力。

红火蚁将土壤颗粒搬到水滴边缘，最终打破了水滴的张力| 参考资料[2]

在人看来，这不过是一颗小小的水珠，但从蚂蚁的角度来看，一滴糖水不仅体积巨大，还充满了危险。水珠表面的水分子会受到内部水分子的吸引力，紧紧地向水珠内部收缩，这种促使液体表面收缩的力被称作“表面张力”。倘若蚂蚁不慎碰到水珠，就可能被吸入水中，从而溺水身亡。

因此，我们猜测红火蚁将土壤颗粒投入液滴，可能是为了减少液体的张力，防止自己被液滴淹死。

2020年，另外一组科学家通过试验证明，红火蚁的近缘物种黑火蚁（Solenopsis richteri）利用土壤修建虹吸管，从而取食糖水——而这一行为确实能帮助蚂蚁应对糖水的张力，从而更顺利地吸食液体食物（Zhou et al. 2020）。

黑火蚁搬运土壤颗粒，修建虹吸管，从而取食糖水| 参考资料[3]

虹吸原理，图中倒U形的管状结构即虹吸管 |wikipedia

其它一些切叶蚁亚科的蚂蚁，也会利用不同材料（工具）取食糖水。这类蚂蚁的共同特点是胃部不能储存大量液体食物，因此借助于吸水性强的材料来搬运液体食物，或打破液体的张力。

工蚁（红色箭头）搬运不同材料工具| 参考资料[4]

“蚁公”移山

此外，我们还发现了红火蚁利用工具的另一种形式。

在筛选红火蚁驱避剂的过程中，我们发现，很多驱避剂能在较长时间内阻止红火蚁进入处理的区域，但如果给红火蚁提供一些土壤颗粒，情况就变得不同——它们会搬运土壤颗粒，覆盖住涂有驱避剂的表面，并在土壤颗粒上行走，这样它们就不会直接接触驱避剂，使得驱避剂失去效果（Wen et al. 2016）。

一个小秘密：我们常常使用的风油精，就是一种效果很好的红火蚁驱避剂。

在接下来的研究中，当我们把驱避剂变成液体石蜡（凡士林）或双面胶表面时，无一例外的，红火蚁也会搬运颗粒物，覆盖这些表面。通过这些研究，我们认为，红火蚁使用各种颗粒（工具）覆盖这些不能直接行走的表面，非常类似于人类通过搭桥和铺路越过障碍的行为（Wen et al. 2021）。

实用意义

红火蚁是入侵我国的重要害虫。它们的适应性很强，农田、城市绿地、荒地、林草地都是它们理想的栖息地。很不幸，这些蚂蚁极具攻击性，对人类和其它生物会造成很大的危害。

对人而言，红火蚁的叮咬会造成皮肤红肿、化脓、疼痛，严重情况下还可引起过敏休克，甚至死亡。红火蚁还会叮咬禽畜，取食农作物的种子果实根茎等，从而破坏农业林业的生产。此外，在红火蚁入侵的地区，生态多样性、公共设施也都会受到威胁和破坏。

在此，强烈推荐一个关于红火蚁的科教影片《阻击红火蚁》，该影片介绍了华南农业大学陆永跃教授领导的科研团队对红火蚁的狙击，获得了中国电影制片人协会第二届中国科普科幻电影周（展）铜奖。

我们最近的研究发现，红火蚁还会搬运颗粒覆盖涂有某些杀虫剂（鱼藤酮和氟虫腈）的表面，从而减少与杀虫剂的直接接触，使得杀虫剂没那么有效（Wen et al. 2022），因此，在选用杀虫剂时，筛选出不能触发颗粒覆盖行为的杀虫剂就显得很重要。

此外，红火蚁覆盖粘性表面的特殊行为，也为红火蚁的监测提供了一种新的方式（文超等，2022）。

红火蚁搬运颗粒，覆盖杀虫剂（鱼藤酮）表面 | 参考资料[6]

有趣的研究发现背后，往往是看起来有些枯燥乏味的实验室工作。一直以来，我们希望让更多人了解红火蚁的危害，了解防治它们的方法和有趣的行为。

去年，湖南卫视金鹰卡通的摄制组走进了我们的实验室，拍摄了一期节目，取得了不错的反响。今年，好友Horace根据我们的研究制作了可视化的小视频，短短两天就在推特等社交媒体获得了近百万的播放量。这些媒体为我们的研究走出实验室提供了很多机会。

作为果壳网的骨灰粉，也非常开心能有机会交流我们的研究。也许有一天，看过这些科普文章视频的人里，会出现下一个治理虫害的高手。

参考文献

[1]Auersperg A M I, Szabo B, Bayern A M P V, et al. 2012. Spontaneous innovation in tool manufacture and use in a Goffin’s cockatoo. Current Biology, 22(21): R903–R904.

[2]Wang C, Chen X, Linda M H B, et al. 2018. How do groups of red imported fire ants (Hymenoptera Formicidae) feed on a droplet of sugar water. Insect Science, 25(3): 499–507.

[3]Zhou A, Du Y, Chen J. 2020. Ants adjust their tool use strategy in response to foraging risk. Functional Ecology, 34(5): 2524–2535.

[4]Lorinczi G, Módra G, Juhász O, et al. 2018. Which tools to use? Choice optimization in the tool-using ant, Aphaenogaster subterranea. Behavioral Ecology, 29(6): 1444–1452.

[5]Wen C, Chen J, Qin W, et al. 2021b. Red imported fire ants (Hymenoptera: Formicidae) covered inaccessible surfaces with particles to facilitate food search and transportation. Insect Science. 28(6): 1816-1828.

[6]Wen C, Shen L, Chen J, et al. 2022. Red imported fire ants cover the insecticide-treated surfaces with particles to reduce contact toxicity. Journal of Pest Science, doi: 10.1007/s10340-021-01474-0.

[7]Wen Y, Ma T, Chen X, et al. 2016. Essential balm: A strong repellent against foraging and defending red imported fire ants (Hymenoptera: Formicidae). Journal of Economic Entomology, 109(4): 1827–1833.

[8]文超、王偲、冯莹、秦文权、薛克娜、陈伟光、林玮、温秀军。2022. 一种快速检测红火的发生的方法和装置。CN112640865B

作者：文超、王偲

编辑：Cloud、游识猷

关键词： 大摇大摆