港大普查揭全球有近 2 萬兆隻螞蟻 助更了解全球生態系統物種多樣性

螞蟻因為其高度社會組織能力,幾乎遍佈全球所有生態系統和地區,是物種演化上其中一個最成功的生物群,而且與不同食物網與生態系統都息息相關。不過,一直以來人類都無法全面估算到地球上到底有幾多隻螞蟻,以及其生物量 (biomass) 。最新刊於《美國國家科學院院刊 (PNAS) 》的港大研究就以嶄新的方法估算全球螞蟻數量,以助學界進一步研究螞蟻的豐度模式,及保育全球生態系統與物種。

研究首席作者、前港大生物科學學院博士後研究員 Patrick Schultheiss 解釋指出,過去數十年,研究螞蟻的學者一直努力考察全球螞蟻群落,將收集得來的海量樣本逐一識別,結果則發表在不同的學術期刊上。團隊因此能夠從 489 個來自各國的研究中彙編數據,量化全球各地螞蟻的密度,同時估算出地球上螞蟻的總數。

德國演化生物學家 Bert Hölldobler 和美國自然學家 Edward O. Wilson 均曾經對螞蟻的數目作出估算,得出的數目約為 1 千兆至 1萬兆 (1015 至 1016) 隻左右。 Wilson 甚至曾形容,地球是由螞蟻等小型生物所支配。

雖然當時得出的數字是有根據的估量,但由於當時仍未有具全球代表性、有系統性的數據集,因此學界普遍認為這些估算並不準確。在是次研究中,團隊則估計全球螞蟻總數約為 2 萬兆 (20×1015) 隻,是先前估算的 2 至 20 倍。

是次研究團隊另一成員、前港大生物科學學院博士後研究員 Sabine Nooten 表示,此數目代表 20 後面有 15 個零,大得比較難以理解,但以生物總量而言,地球上所有螞蟻的重量已超越了所有野生鳥類和哺乳類動物的總和,其生物量相當於 12 億兆噸乾碳,即大概是人類生物量的 20% 。

研究亦發現,螞蟻在全球陸地表面分佈不均。熱帶與亞熱帶地區一般比非熱帶地區擁有更多的螞蟻,強調了較暖和氣候對維持健康螞蟻族群方面的重要性。不過,這也取決於當地的生態系統,螞蟻無論數量與物種都在森林中特別豐富。

令人驚訝的是在乾旱地區的群族數量亦非常豐富,而在人造的棲息地例如國家公園、動物園、鳥類保護區等中則不那麼常見。蟻群分佈不均,讓牠們對生態環境本來可發揮的作用例如害蟲控制、分解養分、成為更大型生物的食物等,造成潛在影響。尤其,近期亦有研究發現,螞蟻甚至比殺蟲劑更能保護農作物。

令人擔憂的是,由於棲息地破壞和破碎化、化學品使用、入侵物種和氣候變化等威脅,全球昆蟲數量正在下降,螞蟻亦不可能獨善其身。

團隊表示由於絕大部分樣本都是從地面收集,在樹木中或地下棲息的螞蟻數量仍然所知甚少,換言之發現仍然不完整。

另外,研究指出人類對全球生物多樣性模式的理解與實際情況仍相差甚遠,情況令人憂慮。團隊希望,政府以及各界能投放更多資源和努力填補空白。

報告:
Schultheiss, P., Nooten, S.S., Wang, R.X. & Guénard, B. (2022). The abundance, biomass, and distribution of ants on Earth. PNAS 119 (40) e2201550119. doi: 10.1073/pnas.2201550119

圖:Poranimm Athithawatthee

文/AC、審/WL

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