白蟻王國
非洲是充滿野性的地方，每年有數百萬生物上演著從塞倫蓋提公園到馬賽馬拉國家保護區的動物大遷徙，是許多動物學家夢寐以求的地方。但非洲帶給我的震撼遠不只大型動物，這裡的昆蟲也在漫長的歲月更迭中選擇自己的野性生存方式。非洲草原上，常有密集的土堆矗立，這些是白蟻的巢，稱為蟻塚。主要由黏土構成，常可高達三～四公尺，車停在底下都顯得渺小。而這些蟻塚猶如一座座石碑，昭示著這裡是屬於白蟻的王國。非洲有些地區的蟻塚極多，吃白蟻的動物也很多。
非洲夜探是驚心動魄的經歷，雖然我們在車中，但周圍一望無際的草原，以及不知道藏匿在哪裡的獅子，都讓人無法安心。而蟻塚在夜光下顯得更加神祕，更別提還有不知道從哪裡傳來的沙沙聲和時不時閃現的陰影。好奇心終究克服恐懼，我們發現白蟻巢底部有一隻土豚正在享用美味「晚餐」，牠把蟻塚表面的土撥開，再用長長的舌頭去舔食白蟻。非洲的土豚與美洲的食蟻獸隔海相望，但牠們在吃這件事上口味卻驚人地相似。
野外科學考察途中，有時一些普通問題會變得複雜，例如吃喝拉撒，但正是這些普通問題，更讓我們感嘆大自然的奇妙。我們趁著夜色的掩護在蟻塚邊小便，令人意外的是，蟻塚似乎沒有受到多大影響。第二天我們特別攜帶兩桶水，從不同高度、角度、力度探究水對蟻塚的影響，結果發現不僅沒有被破壞，還快速地把水吸收了，避免底部的白蟻被淹死，說明白蟻的巢不是簡單地把土堆起來。一方面，它擁有很強的韌性；另一方面，它一定有地下排水系統。在非洲，每年會有數個月的雨季，白蟻蟻塚能扛得住狂野的非洲雨水沖刷，應付我們這點水自然不在話下。
白蟻非蟻
白蟻不是白色的螞蟻，與螞蟻有本質的區別：
（一）白蟻屬於蜚蠊目，螞蟻屬於膜翅目；
（二）白蟻與螞蟻的形態不同，白蟻的觸角是念珠狀，身體比螞蟻肥大一些；
（三）白蟻是不完全變態發育昆蟲，螞蟻是完全變態發育昆蟲；
（四）白蟻的工蟻有雌性和雄性，而螞蟻的工蟻只有雌性；
（五）白蟻蟻群中有蟻王，是蟻后的專屬配偶，會一直陪伴蟻后完成種群交配任務，有時還會協助巢穴事務，而螞蟻的雄蟻只是交配工具。
從本質上講，白蟻是一類特殊蟑螂，可見牠們與螞蟻的關係非常遠，卻演化出相似的外形和習性，特別是都演化成社會性昆蟲。二者有個非常大的區別，就是食物不同。螞蟻種類繁多，植食性、肉食性、雜食性都有，而白蟻的食物來源比較單一——最喜歡朽木或木材。牠們具有獨特的植物纖維消化能力：白蟻的體內共生著能專門分解纖維素的原生動物或細菌，這些微生物在牠們的腸道中生活，負責把植物組織分解成白蟻能消化的養分。但這個能力使得白蟻成為木質家具的第一害蟲，也是許多人討厭牠們的原因。但白蟻在自然界中承擔著非常重要的分解職責，除了木材，還會取食落葉、土壤、動物糞便等，簡直就是自然界的清潔工。
白蟻大家庭
白蟻的族群同樣分為負責生殖的蟻王、蟻后和不能生殖的工蟻、兵蟻。
白蟻的工蟻既有雌性和雄性，負責群體中大多數工作，其中最獨特的是餵食。工蟻是蟻群中負責消化纖維素的角色，消化後的食物不僅自己吃，還會用來餵食其他個體，包括兵蟻、幼蟻、蟻后。工蟻餵食的這種行為稱為交哺，這是白蟻重要的營養供給方式，而工蟻交哺的同時，也把共生的原生動物傳遞給其他工蟻，保證每個工蟻都有消化纖維素的能力。白蟻是不完全變態發育昆蟲，從卵中孵化後就有類似於成蟲的習性，在蟻群中甚至能看到未成熟的幼蟻「提前上陣」，開始承擔起一些族群工作。
白蟻的兵蟻是特化的類群，負責專職保護種群的蟻巢和其他個體，許多物種的兵蟻演化出誇張的大頭和用於攻擊的大顎，但為此放棄取食能力，只能依賴工蟻交哺。白蟻的兵蟻也有簡單的分工，有小兵蟻、大兵蟻和象鼻兵蟻等。有的兵蟻負責用大顎撕咬敵人，有的兵蟻負責堵住巢穴洞口，而象鼻兵蟻會分泌二萜類物質來攻擊嚇退敵人。
白蟻的繁殖蟻有雌蟻和雄蟻，分別是蟻后和蟻王。蟻后負責持續不斷地產卵，而蟻王則需要每隔一段時間與蟻后交配，重新賦予精子，因此白蟻巢穴中蟻王會一直存在，有時還會幫忙做點「家事」。白蟻的蟻后是極度特化的「生殖機器」，牠的腹部鼓脹，每天都會持續不斷地產卵，成熟蟻后每天產卵數萬枚；而在工蟻的照顧下，蟻后的壽命是昆蟲中最長的，有紀錄顯示蟻后能存活三十年以上。
冬暖夏涼的大廈
蟻巢是白蟻重要的生存之地和保護場所，是整個白蟻種群的活動中心和繁殖中心，白蟻蟻巢大致分為三類：地下型、樹棲型和出土型。這些蟻巢都有著錯綜複雜的蟻道，而蟻后則隱藏在蟻巢迷宮的深處。大多數白蟻巢是地下型，其中較原始的蟻巢是修建在木製結構中，工蟻一邊取食木材，一邊開闢蟻道和房間，慢慢把倒木、樹樁等變成巢穴。樹棲型蟻巢則位於樹枝分叉處，能遠離多數的天敵。而出土型最為獨特，工蟻利用黏土加上自己的糞便，修築出聳立的地面蟻巢，黏土的黏性和糞便中的殘留纖維素為蟻塚提供強度，蟻塚的高度通常可達三～四公尺，而世界上最高的蟻塚有十二．八公尺。
蟻塚最令科學家震撼的特點是調節系統，首先，蟻塚不是簡單的往上堆出的土堆，白蟻會根據當地光照條件來修建蟻巢，磁白蟻的蟻巢是扁平的，平的一面朝東，清晨日出時能最快地吸收陽光升溫；而中午時光照面積又很小，避免蟻塚過熱，這是它們的溫度調節系統。蟻塚上面有無數洞口，有的洞口會有工蟻頻繁出入，有的洞口卻完全閒置，這些其實是蟻塚的通風管道。蟻巢整體是個錐形，底部側面和頂部中心分別有兩組通風洞口，白天地面溫度高，蟻巢中的熱空氣透過側面洞口排出，形成氣壓差後，會有新鮮的冷空氣從頂部洞口補充進來，晚上則反過來，這樣蟻塚就完全依賴太陽能形成通風系統。蟻巢雖然主要位於地面或地下，但它們的蟻道會在地下綿延，形成大量孔隙，加上泥土本身的滲水作用，為蟻巢提供非常有效的排水系統。白蟻巢穴從外表看是簡陋的土堆，但內部結構卻使它成為冬暖夏涼的大廈。
無盡能源
能源是制約人類社會發展的重要因素，直到現在石油依然是非常重要的戰略資源。科學家們一直積極尋找比石油更環保且可再生的乾淨能源，其中一部分人把目光看向白蟻。白蟻的腸道中共生活著約二百種微生物，能夠將吃下的木材和植物進行分解，而分解時產生的氫氣，就是非常好的能源。白蟻非常有望成為生物反應器，根據計算，一隻白蟻可以用一張紙的材料生產兩升氫氣。目前白蟻沒有展示出所有祕密，科學家們還不能確定白蟻消化纖維素產生氫氣的細節，但確實是擁有巨大前景的研究項目。想像一下，也許有一天往汽車裡倒一點木屑，就可以去不同地方旅行了。
製造大型「空調」
白蟻比人聰明嗎？顯然不會。我們能不能造出白蟻大廈，不消耗電力，完全依靠自然環境，實現通風和溫度調節？實際上這種建築已經存在。蟻塚透過頂部洞口和內部垂直的中空管道，利用煙囪效應來推動整個蟻巢中的空氣流通。實際上幾個世紀前，生活在中東的人們就會利用「煙囪」為房間降溫；而近現代的建築中，辛巴威首都哈拉雷的東門中心頂部有非常多「煙囪開口」，這些「煙囪」連通著大樓裡的許多管道，就像白蟻一樣可以實現自動的溫度調節。
澳洲墨爾本市政廳二號透過外牆立面單元的排布，留出非常多通風口，可以在大樓中形成自然對流，從而維持整座大樓的溫度恆定。當我們糾結如何使空調舒適而環保的同時，建築學家們已經在白蟻的啟蒙下，把建築物變成超大型空調了。
作者介紹｜陳睿、蘇洽帆
陳睿
就職於中國科學院動物研究所；中科院「dou知計畫」特聘科普專家；中國科學探險協會科普部主任；中國石探記科學家團隊總負責人。多次為國內多所大學、中小學及博物館做專題系列科普講座，多次負責承辦國內外大型博物館展覽。參與科學考察數十次，曾率隊深入喜馬拉雅山脈、神農架、雅魯藏布大峽谷、秦嶺、橫斷山脈等地區，行程數十萬公里，記錄了許多鮮為人知的世界。
蘇洽帆
畢業於中國科學院植物研究所。多次赴馬來西亞熱帶雨林、深入雲貴川、西藏等自然保護區進行動植物考察；曾任廣東省博物館科普老師，動植物文化講師；北京多所中小學自然科學課程輔導教師。
本文經授權轉載自時報出版《小蟲大哉問：自然生態的科學探察與人文思考》（原標題：白蟻 冬暖夏涼的大廈）
責任編輯／李艾庭
