在人类文化中，哪个生物经常与努力工作，耐力，集体甚至负责任相关？ 如果您想到过蜜蜂，那么您是对的，但是今天却与蜜蜂无关。 今天，我们将谈论蚂蚁，而不是“简单的”蚂蚁，而是谈论切叶机。 为什么我们突然决定谈论一些昆虫？ 还有没有更重要的事情。 不要急于下结论，因为这些为殖民地的利益而努力工作的小工作狂（无需静脉注射咖啡）几乎没有休息，这绝不会在整个生态系统的形成中发挥最后作用。 那是什么意思-小而大胆。
更具体地说，正如科学家发现的那样，切叶机产生的N
2 O（一氧化氮）的量比废水处理池产生的量高三个数量级。 因此，切叶机在新热带植物温室效应机理中起着中心作用。 科学家如何进行测量，他们到底要设法找到什么，以及他们打算对切叶蚁做什么？ 我们将在研究小组的报告中找到答案。 走吧
一点儿皮肤病学蚂蚁被认为是昆虫中最发达的家族之一。 他们的殖民地是一种几乎没有毛病的大型生存机制。 此刻，大约有14,000种蚂蚁，其中大多数生活在热带地区。
今天的研究英雄不是整个家庭，而是某些类型的蚂蚁：Atta和Acromyrmex，它们以切叶刀的俗称而闻名。 您可能至少在有关南美的纪录片中看到了它们。 该物种的名称直接说明了它们的主要特征，至少是观察者可以立即看到的特征。 切叶机实际上是借助强大的上颚（下颌骨/下颌骨）切下叶子并将其转移到其殖民地。 但是他们不直接吃树叶，而农业需要它们。 是的，这些小小的辛苦工人是伟大的农民。
切叶机在其殖民地的深处粉碎滋养的真菌花园，也就是用咀嚼的叶子施肥。 较大的工蚁会采摘树叶，而较小的蚂蚁会咀嚼并堆肥。
关于切叶机的小夹子。还值得一提的是，其中一个被研究物种Acromyrmex具有非同寻常的特征。 这些蚂蚁被“装备”了腺体，该腺体产生了链霉菌细菌存在所必需的秘密。 蚂蚁需要这种细菌作为“疫苗”，以抵抗Escovopsis真菌的有害作用，Escovopsis真菌是蚁丘蘑菇场上的一种杂草杂草。
令人难以置信的七彩链霉菌。在这项研究中考虑了切叶和耕作的特征。 更准确地说，研究人员分析了切叶机的废料，以确定以前未知的处理N的方式，这导致大量N
2 O释放到大气中，而大气是温室气体的一部分。 根据化学和微生物成分分析了废物。
观察准备用于研究的样本是在哥斯达黎加的雨林中收集的（确切位置称为
Piro生物站 ）。 该地区的主要特征是混合森林：一部分（主要）是人类未接触过的森林，第二部分（次要）是50年前牧场上新近种植的灌木丛。 海拔从0到100米不等。 年平均气温约为26°C，年平均降雨量达到3400 mm。 一年中的天气条件从旱季（一月至三月）到雨季不等，九月和十月达到顶峰。
图片编号1样品取自位于4 km
2区域的22种Atta colombica蚂蚁菌落，对森林的主要区域和次要区域都具有影响。 科学家记录了所有样品采集点的坐标，以进一步分析通过菌落周围区域的气体分布。 此外，还对菌落和垃圾场的面积进行了测量，将几根直径22厘米的管子放入深度为3厘米的管道中，并用通风的PVC盖将其封闭。 这是在拍摄图像前10分钟完成的。 随后，在一定的测试时间后测量管道弯曲的深度。 因此有可能了解废物的产生率。
每隔10分钟，将样本收集半小时，然后放入10毫升预抽空的烧瓶中。
对样品进行N
2 O，CO
2和CH
4的气体分析。 为此，使用了具有甲烷化器，电子捕获检测器和火焰离子化检测器的气相色谱仪。
将样品（废物和土壤）在48°C下放置3天，并进行分析以确定反硝化酶的潜在活性。
反硝化 -将硝酸盐还原为亚硝酸盐，然后还原为气态氧化物和分子氮。
将来自10个围墙区域的样本合并为一个，然后分成等份试样。 进一步地，在驱动90分钟后，将它们在有或没有从垃圾堆表面添加样品的情况下进行孵育。
等分* -精确测量样品的多个分数。
为了确定微生物的生物量，在氯仿熏蒸过程的前1小时和后3天采集了8克样品。 在分析过程中，通过Shimadzu TOC-V CPN / TNM-1分析仪帮助特别注意了样品中有机碳和氮的存在。
观察结果
图片编号2Atta哥伦比亚蚂蚁的垃圾堆中N
2 O的排放变化很大：从180 mg N
2 ON m
-2 h
-1到89000 mg N
2 ON m
-2 h
-1 （
2a ）。 这些测量值与真实的生态系统（即自然界）的观测结果非常吻合。 因此，所产生的气体的平均值为11200mg N
2 ON m
-2 h
-1 。
m -2 h -1 *-每平方米每小时。
图
2b显示了切叶机和人为结构（由人设计或维护）的垃圾堆N
2 O产生的比较：厌氧泻湖，废水处理厂等。 正如该比较所示，承担产生N
2 O任务的切叶机要好得多。
垃圾堆产生的气体量与科学家在原始森林和次生森林中观察到的气体量有很大不同。 当雨季开始时2017年6月的垃圾堆排放量达到峰值时，来自邻近殖民地的N
2 O量与周围森林（主要和次要）没有明显差异，约为67 mg（图
1b和
2a ）。 蚁群周围的森林本身产生的N
2 O量为11 mg N
2 ON m
-2 h
-1 ，平均年率通常仅为2 mg。
研究人员指出，硝化和反硝化对氧气的分压和底物的供应非常敏感，是一氧化二氮生产中最重要的微生物过程。 因此，蚂蚁的垃圾堆的结构应具有增加N
2 O产生的功能。
图片编号3并且发现了这样的特征，即，落入垃圾填埋场的垃圾中的N浓度增加而C：N（碳和氮）比率降低-13.5 +1（
3f ，
3e ）。 值得将其与绿色叶子（21 + 5）和落叶（32–42）的组织中C：N的比例进行比较。
在这里，通常的逻辑有助于更接近解决方案：树叶将森林均匀地覆盖在森林中的地球表面，而蚂蚁将其拉入一个小区域，从而增加了有机废物的浓度。 数据分析表明，堆堆中的氮浓度比周围森林的凋落物高出5倍。 同时，NH
4的高浓度（高500倍）和NO3-（
3g ，
3h ）的低浓度以及缺氧的迹象是反硝化而非硝化的因素，是产生N
2 O的主要机理。
甲烷（CH
4 ）-0.01-250 mg CH
4 -C m-1 h-1的高浓度也证实了缺氧，即不存在氧气。 就像在垃圾堆中一样，在5.5的pH值下产甲烷作用要比反硝化作用明显差。 这表明可以大大降低垃圾的氧化还原电位。 通过比较堆中和周围森林垃圾中反硝化酶的潜在活性，科学家发现堆中的反硝化酶含量高出25倍（
3d ）。
因此，我们可以得出结论，由于以下因素的存在，切叶刀的堆是CO
2 ，CH
4和一氧化二氮生产的非常协调的“机制”：大量微生物生物量，底物可利用性，理想的非生物条件等。 唯一尚不清楚的是不同垃圾堆之间产生的N
2 O数量的差异。 换句话说，不同填埋场的上述因素几乎相同。 科学家认为，N
2 O指数的差异可能取决于更多的内部因素，可以说取决于垃圾堆的个体结构：微气候，其他生物的影响，饲料质量，微生物生物量的变化，菌落状态（个体）等。
图片编号4此外，研究人员汇总了以下指标：N
2 O切割机产生的体积，垃圾堆的面积，主要和次要森林以及边境地区的垃圾堆密度。 这些数据的结合使我们有可能了解N
2 O切叶机的生产在全球范围内如何影响新热带的大气和生态系统。
现在是有趣的部分。 切叶机堆中每平方公顷每年产生约0.01–0.35 kg N
2 ON，平均密度为每公顷1.2。 这是森林本身（主要）凋落物产生的N
2 O的200％。
研究人员指出，在自然界中，由于生态系统的突然变化（例如，天气条件），N
2 O产量周期性地发生跳跃。 然而，在整年的切叶机中，温度保持相当稳定。 而且非常频繁的降雨还向堆中供应了富含氮的潮湿有机物质，这有助于产生大量的N 2O。
森林中切叶菌落的“迁移”也起着重要作用。 搬到一个新的地方，蚂蚁离开了殖民地和垃圾填埋场，它们在1年内分解。 然而，即使在此之后，土壤中仍保留了较高浓度的氮。 这表明即使是废弃的垃圾堆也仍会继续生成N
2 O，而以前的蚂蚁宿主还没有参与。
为了更详尽地了解这项研究的细微差别，我强烈建议您查看
研究小组的
报告及其
补充材料 。
结语这项研究的主要结论是切叶机的生命活动在整个区域生态系统的形成中起着重要作用。 切叶机垃圾填埋场是具有异常化学特征的独特结构，这些结构共同促进了N
2 O的大量生产。
科学家们通过他们的工作再次证明了小型生物对环境的影响。 自然界中的一切都是相互联系的。 但是有时我们不完全了解这种连接的方式和位置以及它的影响。 好吧，感谢这项研究，我们对我们这个广阔而神秘的世界有了更多的了解。
而且，当然，星期五离题：
纪录片《阿滕伯勒和蚂蚁帝国》（英国广播公司，2018年）。 该节目的主持人是大卫·阿滕伯勒（David Attenborough），他的声音可能是许多其他有关动植物的纪录片中所熟悉的。
Offtop Offtopic或“ offtop 2.0”：
蚂蚁之旅（Soyuzmultfilm，1983）。 一种最受欢迎的家庭童年卡通作品，很快被取消了报价（例如“ Nahal！”，“-所以你是个鼻屎。-我听到鼻屎！”或“ Eh，青春”）。 观赏愉快。 :)
谢谢大家收看，保持好奇心，祝大家周末愉快。
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