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2亿亿，20 000 000 000 000 000，2后面跟着16个零：这是地球上蚂蚁的（大概）数量。
如果被问到童年认识的第一种昆虫，大部分人的答案或许都是蚂蚁。原因无他——蚂蚁实在太多了，而且几乎遍布陆地上（除南极之外）的每一个角落。
著名生物学家、“社会生物学之父”爱德华·威尔逊（Edward Wilson）就格外偏爱这些小小的生物。他将蚂蚁和其他无脊椎动物称为“主宰世界的小东西”（the little things that run the world）：“它们（蚂蚁）数量惊人。如果智人没有作为灵长类动物偶然出现在非洲草原上，并迁徙到全世界，其他星系的访客降临到地球上时（记住我的话，他们迟早会来的），一定很愿意把地球称为‘蚂蚁星球’。”
然而对于这些“地球真正的主宰”，我们几乎一无所知。我们甚至无法回答一个最基本的问题——地球上有多少只蚂蚁？
“蚂蚁占据了所有昆虫总生物量的三分之二。它们有几百万个物种，而我们对此几乎一无所知。”爱德华·威尔逊
不仅是好奇这个问题不仅关乎人类的好奇心。我们都知道，蚂蚁在生态系统中扮演着难以忽视的作用：它们传播种子、松动土壤、加速有机物分解。而小小的蚂蚁能拥有如此重要的生态地位，与它们的庞大数量密不可分。
因此，蚂蚁有多少只，成为了许多生态学家曾尝试回答的问题。威尔逊和生态学家伯特·霍尔多布勒（Bert Hölldobler）就曾进行过一些粗略的计算：他们根据英格兰东南部的昆虫密度，简单外推了全球昆虫的数量，再假设蚂蚁总量约占所有昆虫的1%，最终得出了10¹⁶只和另一个你或许听说过的结论：蚂蚁的生物量（以干重，也就是含碳质量计算）约等于全人类的生物量（当时全球人口约为50亿）。
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显然，无论是以单个地区外推全球的昆虫总量，还是估算蚂蚁占昆虫总量的1%，这样的计算结果都称不上准确。我们也可以换个角度思考这个问题：如果想要估计一个学校有多少人，当然可以统计全市的学生总数，再除以这个市有多少所学校，来得到一个粗略结果。
但还有另一个更准确的方法——统计这个学校的每个班有多少人，再将每个班的人数加起来。
2亿亿只最近，基于类似的方法，中国香港大学的研究团队得到了一个新的蚂蚁普查数字：2×10¹⁶只。
这个数字或许很难让人有什么实感，但我们可以换个角度来看：平均下来，每个人对应了260万只蚂蚁，蚂蚁的总生物量（干重）约为1200万吨，占全人类生物量的20%，大约等于两座胡夫金字塔的重量。
这项研究发表于《美国科学院院刊》（PNAS），这是第一个“自下而上”估计蚂蚁总量的方法。研究者根据不同地区的蚂蚁密度调查，分别估算出不同生物群系中蚂蚁的平均数量。这里的生物群系是指气候和地理条件相近的区域，例如热带雨林、温带草原等，就像是一个学校里的不同班级。再将各个生物群系的蚂蚁数量相加，就得到了全球蚂蚁的总数。
不同生物的生物量（干重，单位：百万吨）（图片来源：原论文）
这些区域数据大多是从已有文献中找到的，也有一部分是研究团队自己前往采样的。在筛选过往文献计算蚂蚁数量时，研究者特别选择了经典的温克勒凋落物提取法：把特定区域的落叶和表层土打包带走，通过充分晾干，统一收集凋落物中的虫子。这个方法可以充分收集一定面积内地表的昆虫，但也存在一些问题。因为采集往往在白天某个很短的时间段内进行，所以忽略了不同时间昆虫数量的变化。而且在一些缺少凋落物的地方，比如开阔的草地，就不适用这个方法了。
因此，作为补充，研究团队还选择了另一种方法：陷阱法。这个方法只需要在地上安置好陷阱，收集一定时间内掉入的蚂蚁。显然这个方法无法给出单位面积内蚂蚁的准确数量，但通过对比，就能判断不同地区蚂蚁的活动强度，和温克勒凋落物提取法搭配，就能推算其他地区蚂蚁的数量。
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这样一来，如果假设每个生物群系内蚂蚁种类和生态环境对蚂蚁数量的影响可以忽略，就能根据不同生物群系的面积来外推蚂蚁的总量。
当然，这样的方法只适用于地栖蚂蚁，还有大量蚂蚁生活在树上。因此研究团队还纳入了雾化剂杀虫法获得的数据。这种方法利用雾化的杀虫剂，统一杀死特定区域内植被上的昆虫，再将死去的昆虫一起收集起来。这种方法的生态成本和人工成本比较高，因此这类数据很少，但也能够作为参考来计算树栖蚂蚁的数量。
黄色代表凋落物法得到的样本数据，蓝色代表陷阱法得到的样本数据（图片来源：原论文）
还有更多……将地栖蚂蚁和树栖蚂蚁加起来，就得到了2×10¹⁶只这个数据。这个数字看起来很大，但研究者认为，蚂蚁的实际总数很可能远远不止于此。
这项研究的通讯作者帕特里克·舒尔特海斯（Patrick Schultheiss）几乎肯定，蚂蚁的真实数量高于2×10¹⁶：“我们还只是在表面摸索。”一方面，这项计算只涵盖了地栖蚂蚁和树栖蚂蚁，完全排除了地下的穴居蚂蚁；另外中非、东南亚等地区的相关研究较少，这可能会导致一些蚂蚁密集的地区被错过。
计算出的不同生物群系的蚂蚁密度，黄色代表凋落物法，蓝色代表陷阱法，颜色越深代表密度越高。
这项研究的作者之一萨比娜·诺滕（Sabine Nooten）也说：“如果蚂蚁的实际总数比我们现在的估算结果高出一个量级的话，我也不会感到惊讶。”
不过对于研究者来说，这项研究带来的最重要的结果，或许并非这个数字本身，而是它展现出了现代关于生物多样性的研究中，依然存在的大量空白。
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“一些我们从教科书上看到的、深以为然的数据和结果，可能并不准确。” 这项研究的作者之一，王润玺在文章中这样分享研究背后的故事，“有时候这些数据甚至只是研究早期，人们基于非常有限的数据进行的大胆推测。这些知识为我们认识世界提供了重要的信息，但不经意间，也让我们戴上了一副叫“经典”的枷锁，并奉为真理。”
而这项研究与其说提供了一个准确的数字，不如说是为更多的相关研究打下了基础。随着时间的推移，或许我们对蚂蚁和更多生物多样性的了解会有所增加，逐渐填满这些空白。
你有多久没看到过蚂蚁了？
撰文：二七、审校：clefable
参考链接：
https://www.pnas.org/doi/full/10.1073/pnas.2201550119
https://faculty.washington.edu/timbillo/Readings and documents/ABRIDGED READINGS for PERU/Wilson_1987_Little_things_that_run.pdf
https://mp.weixin.qq.com/s/BGMfa4IIYC1DL6t6BlGQcQ
https://www.nytimes.com/2022/09/22/science/ants-census-20-quadrillion.html
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