廣布弓背蟻

廣布弓背蟻（學名：Camponotus herculeanus，英文俗名：Hercules ants）是弓背蟻屬之下的一個物種。分布於歐亞大陸北部，從挪威到東西伯利亞和北美洲。該物種於 1758 年首次被林奈描述為Formica herculeana， 1861 年被 Mayr 轉移到弓背蟻屬。

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## 外觀描述

### 小型工蟻

和大型工蟻較相似，但頭部為橢圓形的，眼睛無法到達頭部兩側的最小直徑約1/2，後緣弱凸起，柄節延伸近 1/2 長度超過頭部後外側角，絨毛、雕刻和顏色與大型工蟻相同。

### 大型工蟻

上顎有5顆鋸齒；鞘骨前緣凹陷；頭部後緣微弱凹陷；眼睛無法到達頭部兩側約 1個最小直徑；柄節達到或略微超過頭部後外側角；前足面之間成角，2個面長度幾乎相等，氣孔長圓形；葉柄輪廓狹窄，先端強烈凸起，從正面看尖銳。

直立和近直立的被毛沿鞘緣，沿額隆突，延伸至後緣，存在於中體背側、葉柄和鞘的所有表面;被壓迫的短柔毛稀疏，存在於頭部、中體背側和腹部背側，很少有被毛與相鄰的被毛重疊。

頭皮質，有散在的穿孔，中體皮質，花紋細，橫向條紋，大多數表面暗淡。

頭部和胃通常為黑色，中體至少部分為棕色（通常為中核體、前足和葉柄呈紅棕色，其餘為黑色），腿部為紅棕色。

### 蟻后

與大型工蟻類似，除了眼睛幾乎到達頭部兩側，後緣凸起，柄節延伸2-3個索節段越過頭部的後外側角。

## 分布地區

廣布弓背蟻廣泛分布於北半球，包括歐洲大部分地區、中亞和北亞、加拿大和美國。它在山區很常見，是北美山區和北部地區的主要螞蟻種類。它棲息在各種各樣的地方，包括各種類型的針葉林和硬木森林、空地、橡樹灌木叢、受干擾地區、牧場和海濱草原。

### 中國的分布

該物種主要分布於中國的北方的地區，具體包括：遼寧、吉林、黑龍江、北京（霞雲嶺）、四川（武隆）、河南（開封、蘭考、尉氏、杞縣、通許、濟源、民權、虞城、商丘）、寧夏（六盤山、賀蘭山、羅山）、甘肅（渭源）、山西、新疆（烏魯木齊、米泉）、青海、內蒙古、陝西、四川（川西北高山高原域）、湖北（神農架）、西藏（墨脫）、江蘇、浙江。

## 生物學

廣布弓背蟻的巢穴建在木材、活樹或腐爛的樹木、樹樁、倒下的原木上，有時也建在建築物的結構木材上。工蟻會用它們的下顎在木頭中挖出一個個隧道和房間，它們喜歡潮濕的木頭或被真菌腐爛的木材。在立木中，隧道有時延伸10m距地面約 100 米。附屬群落可能在附近發展，通過地下隧道與母巢穴相連，通常位於較溫暖、較乾燥的地方。這些巢穴里居住著較老的幼蟲、蛹、有翅膀的生殖蟲和工蟻，而卵和較年輕的幼蟲則留在母巢中。

該物種為單後制，巢穴僅允許一隻蟻后的存在。

婚飛時間在春天。工蟻會在春季變得活躍起來，並在巢穴附近覓食。它們會照料蚜蟲和甜灰蝶（Glaucopsyche lygdamus）的幼蟲，而甜灰蝶通常以羽扇豆（Lupinus bakeri）為食。它們的食物包括吸食汁液的昆蟲產生的蜜露，同時也會撿食各種昆蟲來吃。

### 寄生

蟋蟀Myrmecophilus pergandei有時會棲息在廣布弓背蟻的群落中，且工蟻並不會攻擊這種蟋蟀。

### 廣布弓背蟻蟻丘對青藏高原東緣高寒草地土壤線蟲群落的影響

廣布弓背蟻在祁連山東緣高寒草地上的分布非常廣泛，蟻丘密度可達167個/公頃，高密度的分布可能對高寒草地生態系統產生重要的影響。

土壤線蟲作為土壤動物中最具代表性的生物之一，可很好地指示土壤健康狀況。通過線蟲這一環境指示者反映出高寒草地土壤健康狀況，從而為草地生態系統的管理提供參考依據。該研究樣地位於天祝縣抓喜秀龍鄉的冬季牧場，將草地劃分成勒四個樣區（50m*50m），每樣區隨機設置五個重複。在每個樣區選取長期穩定形成的蟻丘作為實驗組，在距選定蟻丘1-2m的地方選取本底草地作為對照組，進行配對取樣。根據線蟲在土壤中的分布深度，取樣深度為 0-15cm（實驗組取樣時，將高出地面的蟻丘覆蓋物移除）。主要結果如下：

- 螞蟻築丘活動顯著改變了土壤理化性質。蟻丘下土壤（以下簡稱蟻丘組）的含水量（SM）、容重（BD）、有機碳（SOC）、可溶性有機碳（DOC）、全氮（TN）、全磷（TP）、銨態氮（NH4+-N）含量低於對照，土壤的pH值、速效氮（AN）、硝態氮（NO3--N）、速效磷（AP）、微生物量碳氮（MBC、MBN）含量高於對照。其中，TN在蟻丘組和對照組之間差異顯著（P < 0.05），pH、BD、SOC、AN、NO3--N、AP在蟻丘組和對照組之間差異極顯著（P < 0.01）。
- 蟻丘顯著改變了土壤線蟲營養類群和 Cp（Colonizer-persister）類群的豐度，但是對線蟲群落的種屬構成影響不大。蟻丘組土壤中的食細菌線蟲的豐度顯著高於對照（高出約42.8%，P < 0.05）。而雜食和捕食類線蟲的豐度低於對照，但是統計差異不顯著。相對於對照，蟻丘組線蟲群落中對環境干擾適應性強（低Cp值）的短世代線蟲豐度增加，而對環境穩定性要求較高的（高Cp值）長世代線蟲豐度降低（如蟻丘組中Cp1類群占總線蟲豐度的比重高於對照約6%，而Cp4-5類群占總線蟲豐度的比重低於對照約7.8%）。
- 蟻丘擾動使得土壤食物網有退化的趨勢。相比於對照組，蟻丘組有更高的富集足跡（Fe）（蟻丘Fe = 17.12，對照Fe = 11.01，P 0.05），說明螞蟻活動的干擾阻礙了土壤食物網的結構化過程，蟻丘擾動使得線蟲群落通過食物網調節低營養級線蟲的能力變差。
- 網路分析表明，蟻丘組線蟲群落的平均聚類係數（avgCC）和模塊化值（M）高於對照組（蟻丘avgCC = 0.354，M = 0.670對照avgCC = 0.179，M = 0.616），但平均連接度（avgK）和網路圖中正相關的邊的占比（PC）卻低於對照組（蟻丘avgK = 2.148，PC = 58.6%對照avgK = 2.465，PC = 66%）。

這說明相對於對照組，蟻丘組有著更強的小世界效應，但各類線蟲之間的交流活動（生物間相互作用）卻更弱。綜上，蟻丘擾動影響了線蟲群落的組成，導致了土壤食物網退化的趨勢，也影響了線蟲群落整體間的相互作用和交流。加之全球氣溫變暖已是事實，螞蟻又是喜溫動物。因此，在今後草地管理中，要密切關注蟻丘擴張情況，大面積的蟻丘勢必對高寒草地生態系統產生不利的影響，甚至引起草地的退化。但同時也可以看出，蟻丘中土壤線蟲群落結構依然完整，尤其捕食和雜食類線蟲組成和對照組相同，並沒有因為蟻丘擾動導致線蟲群落結構（也即線蟲所承擔的食物網結構）發生劇烈的改變。這已然是長期擾動下的結果，而非短期造成的影響。所以也不用擔心少量蟻丘的存在，因為這是世世代代生活在祁連山東緣高寒草地上的天然物種，而非外來入侵物種。

### 關係性

#### 與毀木弓背蟻的雜交記錄

廣布弓背蟻和毀木弓背蟻（C. ligniperdus）之間的第一個雜交案例是通過對標準化表型特徵的探索性和假設驅動的數據分析來證明的。分離親本物種（Parental species）的強信號允許僅基於7個字符在個體水平上識別雜交工蟻。中歐兩種物種的雜交頻率估計為 0.2-1.0%。考慮到在大約 10%的觀測點出現同位，這種低比率表明存在強大的繁殖屏障，蟻群時間幾乎完全重疊，並且釋放蟻群的氣象條件基本相等。所提出的案例將中歐 178 種螞蟻物種中已知雜交物種的比例增加到 19.1%。這個數字與已知的 0.55%雜交率形成鮮明對比，估計有 2000種來自中歐以外全北界的蟻種。雜交種的發現率低了30倍，這可能是由於在基於形態學的分類學中，特殊物種界定方法與人類決策心理學相結合占主導地位。新型的毀木弓背蟻被固定在模式產地的標本中，並給出了對拉丁命名的評論。

#### 北美的三種弓背蟻的群落內親緣性調查

有研究者測量了與三個新北界物種（廣布弓背蟻、和）的工蟻之間的姐妹關係一致的群落內親緣性和近緣關係估計。值得注意的是，關係的無等位基因頻率推斷清楚地證明了這些姐妹關係沒有歧義；這一結果表明，這些方法在單倍體生物的群體遺傳學研究中用於識別密切相關的個體。他們還對蟻亞科（Formicinae）的相關性估計進行了文獻綜述，既作為彙編資源，又將結果置於這個更大的螞蟻分支的背景中。結果表明，由單獨的單交配蟻后建立的弓背蟻群落與先前發表的弓背蟻屬的相關性估計一致，這些估計通常顯示出較高的群落內親緣性。

## 外部連結

- Camponotus herculeanus

## 基本資料

- 屬：Camponotus
- 亞屬：Camponotus（亞屬）
- 上級分類：herculeanus species complex
- 物種：herculeanus
- 母公司：6
- 命名者：(Linnaeus, 1758)

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