蚁总科—切叶蚁亚科〈家蚁亚科〉(四):火蚁1
9.火蚁属
火蚁属(学名:Solenopsis)又称为火家蚁属,隶属于蚁科家蚁亚科,大约有380个物种,其中最知名的为入侵红火蚁(Solenopsis invicta),其腹部末端带有螫针,动物被螫伤后毒素会进入体内,严重的情况下会因全身性过敏而休克,甚至导致死亡。“火蚁”(Fire Ants)俗名是在描述被其螫刺后如火灼伤般疼痛感,有些情况会出现如灼伤般的水泡,值得注意的是,Solenopsis是一个组成复杂的属,其生态行为也多样,因此,“火蚁”(Fire Ants)的俗名适用于那些较具侵略性的物种。
火蚁属是一个组成复杂、庞大且难以分类的属,大部分的物种体型微小、具单形性(monomorphic)、且生活在土壤之下,这些体型微小的物种有些被称作为“贼蚁”(thief ants),贼蚁生活在其他体型较大的白蚁或蚂蚁的巢中。有些新世界的物种体型较大且为多形性(polymorphic),他们的群落大小可以达到相当大的规模,且工蚁为极具侵略性的表层掠食者,这些物种也就是俗称的“火蚁”(fire ants)。
(1)形态特征
兵蚁头多少成正方形,后面稍具凹缘,有一中央沟直到额区上颚很粗,弯,咀嚼边钝,无齿;下颚须和下唇须像2节样子;唇基两侧狭窄,唇基在触角脊之间向后延伸至触角基上面。唇基中间有纵沟,纵沟的两侧形成“∩”形隆线,每条隆线的顶端有小尖齿,超出唇基前缘;触角脊短,平行,相距远;触角10节,鞭节棒由端部2节组成,很粗大。复眼小,圆形,甚扃平。胸部狭窄,前胸背板前面钝圆,前一中胸背板缝较清楚,中胸背板甚凸,中后胸背板缝的刻痕深;后胸背板基部经由正则弯曲部分而与端部相连,其中间有纵沟向下,两侧后面突出,后侧角三角形;足稍细长和纤细,腹柄的第一腹柄结鳞状,横形,前面有小短柄,从侧面看小柄与腹柄结前面形成一正则曲线;第2腹柄结从上面看呈横卵形,宽大于长;腹部卵圆形,前面稍平截。
工蚁与兵蚁相类似,但是个体要小得多,上颚具4齿,端齿长而尖,前一中胸背板缝不明显,从侧面看胸部在中一后胸背板缝处具凹缘。雌蚁头与兵蚁同,但复眼较大,有单眼。中央沟较不明显,触角11节。胸比头稍宽些,中胸背板长凸,前面凸圆;后胸背板短,不具刺,基部斜,端部垂直。腹柄与兵蚁同,但较短粗,第二腹柄结不像上述兵蚁那样粗,后面有一较短的柄与腹部相连;腹部较粗大,长卵形,前翅具一肘室和一中室。雄蚁与雌蚁相似,但头较小,胸部较厚实,较扁平。头短,头前比头后宽得多;上颚狭窄,具8枚尖齿;唇基弧形;复眼和单眼大而突出;触角12节,柄节短,与鞭节第二节一样长。中胸异常地凸起,前面凸圆,几乎完全盖往前胸背板;前胸背板前面非常狭窄,小盾片很凸,并高于中胸背板;后胸背板不具刺,后面为钝圆的斜坡。腹柄与雌蚁十分相似,腹部较短,宽卵形。翅与雌蚁同,但前翅的肘室较短宽。
(2)危害
本属中一些种类成为全球性害虫,其被统称“火蚁”。
最初被引入美国的是S. invicta Buren,S. richteri Forel和S. geminata (Fabricius),它们大批出没于美国南部各州的农田、畜栏,并传播疾病。它们的毒液为生物碱成分,可以引起剧烈的疼 痛,甚至过敏反应(Thompson, 1990)。威胁火蚁属属下的入侵红火蚁是一种破坏性的入侵物种,原产于南美洲地区,随着商业活动已经广泛分布在我国南方地区。由于红火蚁在当地没有天敌,而且具有惊人的繁殖能力以及极具攻击性,已经严重破坏当地生态系统,多数本土蚁种被消灭。被红火蚁叮咬到会异常疼痛瘙痒,并出现红肿,该物种已被列为世界百大入侵物种之一。
火蚁属(Fire ant) 的名称便是在描述被其叮咬后如火灼伤般疼痛感,其后会出现如灼伤般的水泡。入侵红火蚁蚁巢在受到外力干扰骚动时极具攻击性,成熟蚁巢的个体数约可达到20万至50万只个体,因此入侵者往往会遭受大量的火蚁以螫针叮咬,大量酸性毒液的注入,除立即产生破坏性的伤害与剧痛外,毒液中的毒蛋白往往会造成被攻击者产生过敏而有休克死亡的危险,若脓泡破掉,则常常容易引起细菌的二次性感染。在1998年所做的调查,在南卡罗来纳州约有33000人因被蚁叮咬而需要就医,其中有15%会产生局部严重的过敏反应,2%会产生有严重系统性反应而造成过敏性休克,而当年便有2件受火蚁直接叮咬而死亡的案例。火蚁攻击方式是用其有力的下巴啃咬人的皮肤,然后弯曲身体以其腹部的毒针注射毒液至人的皮肤内。大量酸性毒液的因此注入,除立即产生破坏性的伤害与剧痛外,毒液中的毒蛋白往往会造成被攻击者产生过敏而有休克死亡的危险,若脓泡破掉,则常常容易引起细菌的二次性感染,因此为避免伤口的二次性感染,需避免将脓泡弄破。
农业经济上杂食性的火蚁除对生态环境中土栖的动物造成浩劫般的伤害外,在一些危害严重的地区往往泥土中的蚯蚓都会被捕食殆尽;除攻击土栖动物破坏土壤微栖地外,火蚁也会对於农作物造成相当程度的伤害,火蚁取食作物的种子、果实、幼芽、嫩茎与根系,对于作物的成长与收成造成经济上极大的损失。
公共安全上火蚁的蚁巢也常常入侵户外与居家附近电器相关的设备中,如电表、电话总机箱、交通号志机箱等,造成电线短路或设施故障,据统计在美国入侵红火蚁对于相关电器设施的危害每年就高达1千万美元的损失。
财政经济上光估计美国德州因火蚁危害造成财政上的损失每年就高达3亿美元,其中包括家畜、作物、公共卫生、环境生态上的伤害。入侵红火蚁 (RIFA) 对于美国南部受侵害地区造成经济上的损失每年估计在50亿美元以上,造成农业上的损失约在7亿5千万美元以上。
(3)分布范围
火蚁属原产于美洲的热带和亚热带地区,属下物种非常多,随着人类活动被带到世界各地,如今已经广泛分布全球,在许多地区该属蚂蚁是入侵物种。
全世界已知的蚂蚁种类超过1万种;火家蚁属有181种被命名,主要分布于新热带区(90种)、新北区(18种)及古北区(45种)三个动物地理区。该属有些种类适应人类的生活环境或人为的农业生态环境,而成为重要的卫生与农业害虫,加上它们特殊的族群结构容易随人类的经济活动,分散至全世界各地成为流浪种(Tramp species),往往造成入侵地区重要的危害。火蚁属蚂蚁为小型或中型蚂蚁,工蚁体长1-9毫米,单或多蚁后制。触角10节,鞭节棒2节,复眼大小变化大,部分小型种类缺。截止2008年约270种被描述,本属蚂蚁差异较大,分布从热带一直到亚寒带。
(4)红火蚁
红火蚁(学名:Solenopsis invicta)的拉丁名意指“无敌的”蚂蚁,难以防治而得名。红火蚁分布广泛,为极具破坏力入侵生物之一。在中国红火蚁是入侵生物。
①物种学史
红火蚁原产南美,在1972年被正式命名,20世纪初在原产地已受到注意,被记录在S.saevissima名下。20世纪的30年代至40年代或更早,红火蚁和后来被同时正式命名的黑火蚁被从南美带入美国。60年代人们才注意到入侵的火蚁有2个类型。1972年,Buren对有关的火蚁进行了分研究,红火蚁作为新种发表,黑火蚁也被赋予了种级地位。几年后,Wojcik等人研究了佛罗里达州的火蚁,并制订热带火蚁、木火蚁和红火蚁的鉴别检索表。1991年,Trager完成了美洲的火蚁属geminata组的总结性研究,涉及20种,及2杂交种,并制订它们的检索表。
红火蚁入侵中国之前,火蚁属在中国已知5种。胡经甫在《中国昆虫名录——第六卷》中记载了产自福州、青岛、北京、岳麓山(长沙)等地的猎食火蚁,产自青岛等地的贾氏火蚁,产自福州等地的急逃火蚁,产自澳门、北京等地的热带火蚁,产自苏州等地的S.soochowensis Wheeler。周梁镒和寺山守在台湾蚁科昆虫名录中除热带火蚁外,还记录了猎食火蚁和知本火蚁。唐觉等人、吴坚和王常禄等在有关专著中也记录了热带火蚁等1至2种。由于S.soochowensis Wheeler在最初命名时就无工蚁(包括兵蚁)的描述,后来命名人也怀疑S.soochowensis仅是其他种的异名,故该种还不能计入。
②形态特征
a.工蚁
头部:头部近正方形至略呈心形,长1.00~1.47mm,宽0.90~1.42mm。头顶中间轻微下凹,不具带横纹的纵沟;唇基中齿发达,长约为侧齿的一半,有时不在中间位置;唇基中刚毛明显,着生于中齿端部或近端;唇基侧脊明显,末端突出呈三角尖齿,侧齿间中齿基以外的唇基边缘凹陷;复眼椭圆形,最大直径为11~14个小眼长,最小直径约8~10个小眼长;触角柄节长,兵蚁柄节端离头顶约0.08至0.15倍柄节长,小型工蚁柄节端可伸达或超过头顶。
胸部:前胸背板前侧角圆至轻微的角状,罕见突出的肩角;中胸侧板前腹边厚,厚边内侧着生多条与厚边垂直的横向小脊;并胸腹节背面和斜面两侧无脊状突起,仅在背面和其后的斜面之间呈钝圆角状。
腹部:后腹柄结略宽于前腹柄结,前腹柄结腹面可能有一些细浅的中纵沟,柄腹突小,平截,后腹柄结后面观长方形,顶部光亮,下面2/3或更大部分着生横纹与刻点。
其他:虽同一蚁巢个体间颜色比较一致,但种内颜色变化大,双色,头、胸从桔红色至深红褐色,柄后腹从褐色及第1背板上有大斑,至黑褐色。
b.生殖型雌蚁
有翅型雌蚁体长8~10mm,头及胸部棕褐色,腹部黑褐色,着生翅2对,头部细小,触角呈膝状,胸部发达,前胸背板亦显著隆起。雌蚁婚飞交配后落地,将翅脱落结巢成为蚁后。蚁后体形(特别是腹部)可随寿命的增长不断增大。
c.雄蚁
体长7~8mm,体黑色,着生翅2对,头部细小,触角呈丝状,胸部发达,前胸背板显著隆起。
d.大型工蚁—兵蚁
体长6~7mm,形态与小型工蚁相似,体橘红色,腹部背板色呈深褐。
e.卵
卵为卵圆形,大小为0.23~0.30mm,乳白色。
f.幼虫
共4龄,各龄均乳白色,各龄长度为:1龄0.27~0.42mm;2龄0.42mm;3龄0.59~0.76mm;发育为工蚁的4龄幼虫0.79~1.20mm,而将发育为有性生殖蚁的4龄幼虫体长可达4~5mm。1~2龄体表较光滑,3~4龄体表被有短毛,4龄上颚骨化较深,略呈褐色。
g.蛹
为裸蛹,乳白色,工蚁蛹体长0.70~0.80mm,有性生殖蚁蛹体长5~7mm,触角、足均外露。
③社会体系
红火蚁,真社会性的生活结构,蚁巢中除专负责生殖的蚁后与生殖时期才会出现负责交配的雄蚁外,绝大多数的个体都是无生殖能力的雌性个体(职蚁)。无生殖能力的职蚁可分为工蚁与兵蚁亚阶级,阶级结构变化为连续性多态型。红火蚁有“单蚁后”及“多蚁后”两种社会型态,是透过约600个“锁”在一起的“超级基因”调控来决定红火蚁是“单蚁后”及“多蚁后”族群。
单蚁后族群是由一个交尾蚁后通过飞行而播散建立。这种播散方式可使交尾的蚁后播散到1km或更远的地方定植。因它们有领地意识,单蚁后的族群密度比多蚁后的族群密度低,蚁丘密度为200个/ha。多蚁后族群是在一个族群中有2个至数百个具有繁殖能力的蚁后,它们由1个或几个蚁后通过爬行到一个新的地点而建立,这种形式的播散速度慢。多蚁后族群没有领地,所以,单位面积上的族群密度比单蚁后族群的密度高6倍,超过1000个/ha。这两类族群都可以通过流水而播散。当水面上升,它们形成一团而浮在水面上,能存活数周直到水位落下或漂流直到岸上。
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