在这种情况下,正如在拟寄生杜鹃(Molothrus)或普通杜鹃(cuckoo)的情况下一样,如果对物种有利,我认为自然选择可以将偶尔出现的习惯永久化,而不会导致被掠夺巢穴和食物的昆虫因此灭绝。
奴隶制造本能。
——这种显著的本能最初是由皮埃尔·乌贝(Pierre Huber)在红蚁(Formica [Polyerges] rufescens)中发现的,他的观察力甚至超过了他那位著名的父亲。
这种蚂蚁完全依赖它的奴隶;如果没有它们的帮助,这个物种肯定会在一年内灭绝。
雄性和可育雌性不做任何种类的工作,而工蚁或不育雌性,虽然在捕捉奴隶方面非常积极且勇敢,却并不做其他工作。
它们无法建造自己的巢穴,也无法喂养自己的幼虫。
当旧巢穴变得不方便时,需要迁徙时,是奴隶决定迁移,并实际用嘴巴叼着它们的主人进行迁徙。
这些主人如此无助,以至于胡贝尔(Huber)将三十只主人单独关在一个没有奴隶的巢穴里,尽管提供了它们最喜欢的食物,以及它们的幼虫和蛹来刺激它们工作,它们却什么也没做;它们甚至无法喂养自己,许多人因饥饿而死。
然后胡贝尔引入了一只奴隶(F. fusca),她立刻开始工作,喂养并拯救了幸存者;建造了一些巢室并照顾幼虫,一切都恢复正常。
这些得到证实的事实有什么更令人惊讶的呢?如果我们不知道还有其他奴隶制造的蚂蚁,那么推测这样一个奇妙的本能是如何完善的将是毫无希望的。
另一个物种,红蚁(Formica sanguinea),也是由P. Huber首次发现是奴隶制造者。
这种蚂蚁在英格兰南部地区被发现,其习性受到了英国博物馆的F. Smith先生的关注,我在这类以及其他主题上都得到了他很多信息。
尽管我完全信任胡伯和史密斯先生的陈述,但我还是带着一种怀疑的态度接近这个主题,因为任何人对这样一种非凡的本能的存在都可能持怀疑态度。
因此,我会详细叙述我所做的观察。
我打开了十四窝红蚁(F. sanguinea),并在每一窝中都发现了少数奴隶。
奴隶物种(F. fusca)的雄性和可育雌性只在其自己的群体中被发现,从未在红蚁的巢穴中被观察到。
奴隶是黑色的,体型不超过它们红色主人的一半,所以它们在外貌上的对比非常明显。
当巢穴受到轻微干扰时,奴隶偶尔会出来,像它们的主人一样非常不安并保卫巢穴:当巢穴受到严重干扰,幼虫和蛹暴露时,奴隶们会与主人一起努力将它们运走至安全的地方。
因此,很明显,这些奴隶感到很自在。
在六月和七月的三个月里,我花了数小时观察萨里郡和苏塞克斯郡的几个巢穴,从未看到奴隶离开或进入巢穴。
由于在这几个月里,奴隶的数量很少,我以为它们在数量更多时可能会表现出不同的行为;但史密斯先生告诉我,他在五月至八月期间,分别在萨里郡和汉普郡的不同时间观察了这些巢穴,尽管在八月份奴隶的数量众多,但他从未看到它们离开或进入巢穴。
因此,他认为它们是严格的家内奴隶。
另一方面,主人则经常可以看到他们带材料回巢穴,并携带各种食物。
然而,在1860年7月,我在一个社区偶然发现了一个拥有异常多奴隶的群体,我观察到少数奴隶混杂在主人中间离开巢穴,沿着同一条路向一棵二十五码远的高大的苏格兰冷杉树前进,它们一起爬上去,可能是在寻找蚜虫或介壳虫。
根据胡伯的观察,他在瑞士有充足的机会观察,奴隶们通常与主人一起建造巢穴,并且只有它们早上和晚上打开和关闭巢门;而且,胡伯明确指出,它们的主要职责是寻找蚜虫。
这两个国家主人和奴隶在习惯上的这种差异,可能仅仅取决于瑞士捕获的奴隶比英国多。
有一天,我有幸目睹了红蚁从一个巢穴迁移到另一个巢穴的过程,这是一幅非常有趣的景象,看到主人小心翼翼地用嘴叼着奴隶移动,而不是像红蚁(F. rufescens)那样被奴隶背着。
另一天,我的注意力被大约二十只奴隶制造者聚集在同一地点所吸引,显然它们并不是在寻找食物;它们接近并被一个独立的奴隶物种(F. fusca)的群体猛烈驱赶;有时会有三只这样的蚂蚁攀附在奴隶制造者F. sanguinea的腿上。
后者残忍地杀死了它们的小对手,并将死尸当作食物带回距离巢穴二十九码远的巢穴;但它们未能获得任何蛹来培养为奴隶。
然后我从另一个巢穴挖出一小包F. fusca的蛹,并将其放在战斗地点附近的一块裸露处;这些蛹被暴君们贪婪地夺取并带走,也许它们认为,毕竟它们在最近的战斗中取得了胜利。
同时,我在这个地方放了一小包另一种物种F. flava的蛹,还有一些仍然附着在它们巢穴碎片上的小黄蚁。
这种蚂蚁虽然体型很小,但非常勇敢,我曾见过它凶猛地攻击其他蚂蚁。
有一次,我惊讶地发现一个独立的F. flava社区位于F. sanguinea奴隶制造者的巢穴下的石头下面;当我意外地扰乱了两个巢穴时,小蚂蚁们以惊人的勇气攻击了它们的大邻居。
现在我很好奇,想知道F. sanguinea是否能区分它们通常制作成奴隶的F. fusca的蛹,与那些罕见捕获的小型且凶猛的F. flava的蛹,显然它们立刻就区分出来了;因为我们看到它们急切而迅速地抓住了F. fusca的蛹,而当它们遇到F. flava的蛹,甚至是来自F. flava巢穴的泥土时,它们非常害怕,迅速逃跑;但在大约一刻钟后,当所有的小黄蚁都爬走后,它们鼓起勇气并将蛹带走。
一天晚上,我访问了另一个F. sanguinea的社区,发现有许多蚂蚁返回家园并进入巢穴,携带F. fusca的死体(表明这不是一次迁徙)和许多蛹。
我追踪了一长队携带战利品的蚂蚁,大约四十码后到达一片非常茂密的石南丛,最后看到一只F. sanguinea带着蛹出来;但我没能找到在茂密石南丛中的废弃巢穴。
然而,巢穴一定就在附近,因为有两到三只F. fusca在极度不安地四处奔走,有一只嘴里叼着自己的蛹,站在石南顶部的树枝上,一副绝望的样子,仿佛对被摧毁的家园充满哀伤。
这就是事实,尽管它们不需要我的确认,关于这种奇妙的奴隶制造本能。
让我们注意到红蚁(F. sanguinea)的本能习惯与大陆上的红蚁(F. rufescens)相比呈现出怎样的对比。
后者不建造自己的巢穴,不决定自己的迁徙,不为自己或幼虫收集食物,甚至不能喂养自己:它绝对依赖大量的奴隶。
另一方面,红蚁(Formica sanguinea)拥有的奴隶数量要少得多,尤其是在夏季初期更是极少。奴隶主决定何时何地建造新巢,以及当它们迁徙时,由奴隶主携带奴隶。
在瑞士和英国,似乎都是奴隶独自照顾幼虫,而只有主人进行掳掠奴隶的远征。
在瑞士,奴隶和主人一起工作,建造并搬运巢穴材料:两者都参与照料蚜虫,可以称之为“挤奶”,并通过这种方式为群体收集食物。
在英国,通常只有主人离开巢穴去采集建筑材料和食物,供自己、奴隶及其幼虫使用。
因此,在这个国家里,主人从奴隶那里得到的服务比在瑞士少得多。
关于F. sanguinea这种本能是如何起源的,我无法妄加猜测。
但是,正如我所见,那些不是奴隶制造者的蚂蚁如果散落在巢穴附近,也会带走其他种类的蛹。因此,这些蛹最初可能被当作食物储存起来,然后发育成长;这些意外培育出的外来蚂蚁会遵循它们的本能,并完成它们所能做的工作。
如果它们的存在对捕捉它们的物种有用——如果对这个物种来说,捕捉工蚁比繁殖工蚁更有利,那么最初为了获取食物而收集蛹的习惯可能会通过自然选择得到加强并永久化,其目的则是为了培育奴隶。
一旦这种本能形成,即使像我们英国的F. sanguinea那样,甚至比瑞士的同种蚂蚁受到更少的奴隶帮助,自然选择仍可能增加并改变这种本能——只要每次变化对物种都有用的话——直到一种蚂蚁像Formica rufescens一样完全依赖于它的奴隶。
蜂巢蜜蜂的筑巢本能。
——在这里我不打算详细讨论这个问题,只是简单概述一下我得出的结论。
任何一个头脑迟钝的人都不可能不带着热情的钦佩之情来审视蜂巢那精美的结构,它如此完美地适应了其功能。
我们听数学家说,蜜蜂实际上解决了深奥的问题,并且已经制作出了形状正确的蜂房,可以在最少量消耗珍贵蜂蜡的情况下容纳尽可能多的蜂蜜。
有人注意到,即使是最熟练的工匠,拥有合适的工具和测量仪器,也很难做出真正符合规格的蜂蜡蜂房,尽管这是一群在黑暗蜂巢中工作的蜜蜂实现的。
无论赋予它们何种本能,乍一看似乎完全难以想象它们如何能制作所有必要的角度和平面,或者甚至感知到它们是否正确制作。
但困难并不如初看起来那么大:我认为,所有这些美妙的工作都可以归结为少数简单的本能。
我之所以研究这一课题,是因为沃特豪斯先生向我展示了蜂巢细胞的形式与相邻细胞密切相关;以下观点或许可以被视为他对这一理论的修改。
让我们看看伟大的渐变原理,看看自然界是否揭示给我们她的工作方法。
在短系列的一端,我们有胡蜂,它们利用旧茧来装蜂蜜,有时还会在茧上添加短小的蜡管,并且同样制作一些单独且非常不规则的圆形蜡室。
在另一端,我们有蜂巢蜜蜂的蜂巢,放置在双层结构中:每个蜂房,众所周知,是一个六边形棱柱体,其六个侧面的基边斜切,以便连接一个倒置的三面菱形金字塔。
这些菱形具有一定的角度,构成单个蜂房基部三角形的三个菱形在蜂巢一侧的三个相邻蜂房的基部组成。
在这串从蜂巢蜜蜂蜂房的极端完美到胡蜂蜂房的简单性之间,我们有墨西哥Melipona domestica的蜂房,皮埃尔·于贝尔仔细描述并描绘了这些蜂房。
Melipona本身在结构上介于蜂巢蜜蜂和胡蜂之间,但更接近后者:它形成一个几乎规则的蜂蜡蜂房,由圆柱形蜂房组成,幼虫在此孵化,此外还有一些大型蜂蜡蜂房用于存放蜂蜜。
这些后一种蜂房几乎是球形且大小几乎相等,聚集在一个不规则的蜂房团块中。
但需要注意的重要一点是,这些蜂房总是以这样的程度彼此靠近,如果这些球体完成,它们将会相互穿插或破裂;但这从未允许发生,蜜蜂在这些球体之间建造完全平坦的蜂蜡墙,这些球体因此倾向于相互穿插。
因此,每个蜂房由外层球形部分和两个、三个或更多个平面部分组成,这取决于该蜂房与两个、三个或更多个其他蜂房相邻。
当一个蜂房位于三个其他蜂房之上时,由于球体几乎相同大小,这种情况非常频繁且必然发生,这三个平面部分组合成一个金字塔;正如于贝尔指出的,这个金字塔显然是对蜂巢蜜蜂蜂房三面金字塔形底部的粗略模仿。
就像在蜂巢蜜蜂的蜂房中一样,在这里,任何单个蜂房中的三个平面部分必然构成了三个相邻蜂房的组成部分。
显然,Melipona通过这种方式节省了蜂蜡,更重要的是,节省了劳动:因为相邻蜂房之间的平壁不是双层的,而是与外层球形部分相同的厚度,然而每个平面部分又是两个蜂房的一部分。
考虑到这种情况,我想如果Melipona在一定距离处制作其球体,使其大小相等,并以对称的方式排列成双层结构,那么最终的结构将和蜂巢蜜蜂的蜂巢一样完美。
因此,我写信给剑桥大学的米勒教授,这位几何学家友好地审阅了根据他的信息整理的陈述,并告诉我它是完全正确的:——如果有一组等径球体,其球心位于两平行层中;每个球体的球心与同一层中周围六个球体球心的距离为半径x sqrt(2)或半径x 1.41421(或更短距离),并且与另一层和相邻球体的球心保持相同距离;然后,如果在两层中形成的各球体之间的交面平面形成,则将产生一层由三面菱形组成的六边形棱柱体,这些棱柱体由底部相连;这些菱形和六边形棱柱体的侧面将具有与蜂巢蜜蜂蜂房的最佳测量值完全相同的每个角度。
但我从Wyman教授那里听到,他进行了大量仔细测量,发现蜜蜂工艺的精确度被大大夸大了;如此之甚,以至于无论蜂房的典型形式是什么,它很少,甚至从未实现。
因此,我们可以安全地得出结论,如果我们稍微调整Melipona已有的本能,虽然这些本能本身并不十分令人惊叹,这只蜜蜂将能制作出与蜂巢蜜蜂一样完美的结构。
我们必须假设Melipona能够形成真正球形且大小均匀的蜂房;这并不令人惊讶,因为它已经在某种程度上做到了这一点,并且看到许多昆虫在木头中钻出完美的圆柱形洞,显然是围绕固定点旋转而成。
我们必须假设Melipona将其蜂房排列成水平层,就像她已经排列其圆柱形蜂房一样;我们还必须进一步假设,这是最大的难题,她能够以某种方式准确判断与其他工蜂保持多远的距离,当多个工蜂正在制作球体时;但她已经能够相当准确地判断距离,总是使她的球体彼此有一定交叠;然后她通过完全平坦的表面连接这些交叠点。
我相信,通过这些本能的修改,虽然这些本能本身并不特别令人惊叹——甚至不如引导鸟类筑巢的本能那么令人惊叹——蜂巢蜜蜂通过自然选择获得了她无与伦比的建筑能力。但这一理论可以通过实验加以检验。
按照 Tegetmeier 先生的例子,我将两片蜂巢分开,并在它们之间插入一条长而厚的矩形蜡条;蜜蜂立刻开始在蜡条上挖掘微小的圆形凹坑;随着这些小凹坑被加深,它们逐渐变宽,最终转化为浅盆状,从视觉上看,它们完美地呈现出球体的一部分,直径大约等于一个蜂巢的大小。
最有趣的是观察到,无论几只蜜蜂在同一区域附近同时开始挖掘这些浅盆,它们开始工作时彼此之间的距离如此之远,以至于当这些浅盆达到上述所提到的宽度(即普通蜂巢的宽度),并且深度约为其构成部分球体直径的六分之一时,这些浅盆的边缘会相互交叉或断裂。
一旦这种情况发生,蜜蜂便停止挖掘,开始在浅盆边缘的交界线上建造平滑的蜡墙,因此每个六边形的棱柱都建在光滑浅盆的圆弧边缘上,而不是像普通蜂巢那样建在三面锥体直角边缘上。
然后,我在蜂巢中放入了一根薄且窄的刀刃状蜡条,上面涂有朱红色。蜜蜂立刻在蜡条两侧开始挖掘靠近彼此的小浅盆,就像之前一样;但是,由于蜡条太薄,如果它们挖得和之前的实验一样深,那么底部将会从两侧穿透。
奴隶制造本能。
——这种显著的本能最初是由皮埃尔·乌贝(Pierre Huber)在红蚁(Formica [Polyerges] rufescens)中发现的,他的观察力甚至超过了他那位著名的父亲。
这种蚂蚁完全依赖它的奴隶;如果没有它们的帮助,这个物种肯定会在一年内灭绝。
雄性和可育雌性不做任何种类的工作,而工蚁或不育雌性,虽然在捕捉奴隶方面非常积极且勇敢,却并不做其他工作。
它们无法建造自己的巢穴,也无法喂养自己的幼虫。
当旧巢穴变得不方便时,需要迁徙时,是奴隶决定迁移,并实际用嘴巴叼着它们的主人进行迁徙。
这些主人如此无助,以至于胡贝尔(Huber)将三十只主人单独关在一个没有奴隶的巢穴里,尽管提供了它们最喜欢的食物,以及它们的幼虫和蛹来刺激它们工作,它们却什么也没做;它们甚至无法喂养自己,许多人因饥饿而死。
然后胡贝尔引入了一只奴隶(F. fusca),她立刻开始工作,喂养并拯救了幸存者;建造了一些巢室并照顾幼虫,一切都恢复正常。
这些得到证实的事实有什么更令人惊讶的呢?如果我们不知道还有其他奴隶制造的蚂蚁,那么推测这样一个奇妙的本能是如何完善的将是毫无希望的。
另一个物种,红蚁(Formica sanguinea),也是由P. Huber首次发现是奴隶制造者。
这种蚂蚁在英格兰南部地区被发现,其习性受到了英国博物馆的F. Smith先生的关注,我在这类以及其他主题上都得到了他很多信息。
尽管我完全信任胡伯和史密斯先生的陈述,但我还是带着一种怀疑的态度接近这个主题,因为任何人对这样一种非凡的本能的存在都可能持怀疑态度。
因此,我会详细叙述我所做的观察。
我打开了十四窝红蚁(F. sanguinea),并在每一窝中都发现了少数奴隶。
奴隶物种(F. fusca)的雄性和可育雌性只在其自己的群体中被发现,从未在红蚁的巢穴中被观察到。
奴隶是黑色的,体型不超过它们红色主人的一半,所以它们在外貌上的对比非常明显。
当巢穴受到轻微干扰时,奴隶偶尔会出来,像它们的主人一样非常不安并保卫巢穴:当巢穴受到严重干扰,幼虫和蛹暴露时,奴隶们会与主人一起努力将它们运走至安全的地方。
因此,很明显,这些奴隶感到很自在。
在六月和七月的三个月里,我花了数小时观察萨里郡和苏塞克斯郡的几个巢穴,从未看到奴隶离开或进入巢穴。
由于在这几个月里,奴隶的数量很少,我以为它们在数量更多时可能会表现出不同的行为;但史密斯先生告诉我,他在五月至八月期间,分别在萨里郡和汉普郡的不同时间观察了这些巢穴,尽管在八月份奴隶的数量众多,但他从未看到它们离开或进入巢穴。
因此,他认为它们是严格的家内奴隶。
另一方面,主人则经常可以看到他们带材料回巢穴,并携带各种食物。
然而,在1860年7月,我在一个社区偶然发现了一个拥有异常多奴隶的群体,我观察到少数奴隶混杂在主人中间离开巢穴,沿着同一条路向一棵二十五码远的高大的苏格兰冷杉树前进,它们一起爬上去,可能是在寻找蚜虫或介壳虫。
根据胡伯的观察,他在瑞士有充足的机会观察,奴隶们通常与主人一起建造巢穴,并且只有它们早上和晚上打开和关闭巢门;而且,胡伯明确指出,它们的主要职责是寻找蚜虫。
这两个国家主人和奴隶在习惯上的这种差异,可能仅仅取决于瑞士捕获的奴隶比英国多。
有一天,我有幸目睹了红蚁从一个巢穴迁移到另一个巢穴的过程,这是一幅非常有趣的景象,看到主人小心翼翼地用嘴叼着奴隶移动,而不是像红蚁(F. rufescens)那样被奴隶背着。
另一天,我的注意力被大约二十只奴隶制造者聚集在同一地点所吸引,显然它们并不是在寻找食物;它们接近并被一个独立的奴隶物种(F. fusca)的群体猛烈驱赶;有时会有三只这样的蚂蚁攀附在奴隶制造者F. sanguinea的腿上。
后者残忍地杀死了它们的小对手,并将死尸当作食物带回距离巢穴二十九码远的巢穴;但它们未能获得任何蛹来培养为奴隶。
然后我从另一个巢穴挖出一小包F. fusca的蛹,并将其放在战斗地点附近的一块裸露处;这些蛹被暴君们贪婪地夺取并带走,也许它们认为,毕竟它们在最近的战斗中取得了胜利。
同时,我在这个地方放了一小包另一种物种F. flava的蛹,还有一些仍然附着在它们巢穴碎片上的小黄蚁。
这种蚂蚁虽然体型很小,但非常勇敢,我曾见过它凶猛地攻击其他蚂蚁。
有一次,我惊讶地发现一个独立的F. flava社区位于F. sanguinea奴隶制造者的巢穴下的石头下面;当我意外地扰乱了两个巢穴时,小蚂蚁们以惊人的勇气攻击了它们的大邻居。
现在我很好奇,想知道F. sanguinea是否能区分它们通常制作成奴隶的F. fusca的蛹,与那些罕见捕获的小型且凶猛的F. flava的蛹,显然它们立刻就区分出来了;因为我们看到它们急切而迅速地抓住了F. fusca的蛹,而当它们遇到F. flava的蛹,甚至是来自F. flava巢穴的泥土时,它们非常害怕,迅速逃跑;但在大约一刻钟后,当所有的小黄蚁都爬走后,它们鼓起勇气并将蛹带走。
一天晚上,我访问了另一个F. sanguinea的社区,发现有许多蚂蚁返回家园并进入巢穴,携带F. fusca的死体(表明这不是一次迁徙)和许多蛹。
我追踪了一长队携带战利品的蚂蚁,大约四十码后到达一片非常茂密的石南丛,最后看到一只F. sanguinea带着蛹出来;但我没能找到在茂密石南丛中的废弃巢穴。
然而,巢穴一定就在附近,因为有两到三只F. fusca在极度不安地四处奔走,有一只嘴里叼着自己的蛹,站在石南顶部的树枝上,一副绝望的样子,仿佛对被摧毁的家园充满哀伤。
这就是事实,尽管它们不需要我的确认,关于这种奇妙的奴隶制造本能。
让我们注意到红蚁(F. sanguinea)的本能习惯与大陆上的红蚁(F. rufescens)相比呈现出怎样的对比。
后者不建造自己的巢穴,不决定自己的迁徙,不为自己或幼虫收集食物,甚至不能喂养自己:它绝对依赖大量的奴隶。
另一方面,红蚁(Formica sanguinea)拥有的奴隶数量要少得多,尤其是在夏季初期更是极少。奴隶主决定何时何地建造新巢,以及当它们迁徙时,由奴隶主携带奴隶。
在瑞士和英国,似乎都是奴隶独自照顾幼虫,而只有主人进行掳掠奴隶的远征。
在瑞士,奴隶和主人一起工作,建造并搬运巢穴材料:两者都参与照料蚜虫,可以称之为“挤奶”,并通过这种方式为群体收集食物。
在英国,通常只有主人离开巢穴去采集建筑材料和食物,供自己、奴隶及其幼虫使用。
因此,在这个国家里,主人从奴隶那里得到的服务比在瑞士少得多。
关于F. sanguinea这种本能是如何起源的,我无法妄加猜测。
但是,正如我所见,那些不是奴隶制造者的蚂蚁如果散落在巢穴附近,也会带走其他种类的蛹。因此,这些蛹最初可能被当作食物储存起来,然后发育成长;这些意外培育出的外来蚂蚁会遵循它们的本能,并完成它们所能做的工作。
如果它们的存在对捕捉它们的物种有用——如果对这个物种来说,捕捉工蚁比繁殖工蚁更有利,那么最初为了获取食物而收集蛹的习惯可能会通过自然选择得到加强并永久化,其目的则是为了培育奴隶。
一旦这种本能形成,即使像我们英国的F. sanguinea那样,甚至比瑞士的同种蚂蚁受到更少的奴隶帮助,自然选择仍可能增加并改变这种本能——只要每次变化对物种都有用的话——直到一种蚂蚁像Formica rufescens一样完全依赖于它的奴隶。
蜂巢蜜蜂的筑巢本能。
——在这里我不打算详细讨论这个问题,只是简单概述一下我得出的结论。
任何一个头脑迟钝的人都不可能不带着热情的钦佩之情来审视蜂巢那精美的结构,它如此完美地适应了其功能。
我们听数学家说,蜜蜂实际上解决了深奥的问题,并且已经制作出了形状正确的蜂房,可以在最少量消耗珍贵蜂蜡的情况下容纳尽可能多的蜂蜜。
有人注意到,即使是最熟练的工匠,拥有合适的工具和测量仪器,也很难做出真正符合规格的蜂蜡蜂房,尽管这是一群在黑暗蜂巢中工作的蜜蜂实现的。
无论赋予它们何种本能,乍一看似乎完全难以想象它们如何能制作所有必要的角度和平面,或者甚至感知到它们是否正确制作。
但困难并不如初看起来那么大:我认为,所有这些美妙的工作都可以归结为少数简单的本能。
我之所以研究这一课题,是因为沃特豪斯先生向我展示了蜂巢细胞的形式与相邻细胞密切相关;以下观点或许可以被视为他对这一理论的修改。
让我们看看伟大的渐变原理,看看自然界是否揭示给我们她的工作方法。
在短系列的一端,我们有胡蜂,它们利用旧茧来装蜂蜜,有时还会在茧上添加短小的蜡管,并且同样制作一些单独且非常不规则的圆形蜡室。
在另一端,我们有蜂巢蜜蜂的蜂巢,放置在双层结构中:每个蜂房,众所周知,是一个六边形棱柱体,其六个侧面的基边斜切,以便连接一个倒置的三面菱形金字塔。
这些菱形具有一定的角度,构成单个蜂房基部三角形的三个菱形在蜂巢一侧的三个相邻蜂房的基部组成。
在这串从蜂巢蜜蜂蜂房的极端完美到胡蜂蜂房的简单性之间,我们有墨西哥Melipona domestica的蜂房,皮埃尔·于贝尔仔细描述并描绘了这些蜂房。
Melipona本身在结构上介于蜂巢蜜蜂和胡蜂之间,但更接近后者:它形成一个几乎规则的蜂蜡蜂房,由圆柱形蜂房组成,幼虫在此孵化,此外还有一些大型蜂蜡蜂房用于存放蜂蜜。
这些后一种蜂房几乎是球形且大小几乎相等,聚集在一个不规则的蜂房团块中。
但需要注意的重要一点是,这些蜂房总是以这样的程度彼此靠近,如果这些球体完成,它们将会相互穿插或破裂;但这从未允许发生,蜜蜂在这些球体之间建造完全平坦的蜂蜡墙,这些球体因此倾向于相互穿插。
因此,每个蜂房由外层球形部分和两个、三个或更多个平面部分组成,这取决于该蜂房与两个、三个或更多个其他蜂房相邻。
当一个蜂房位于三个其他蜂房之上时,由于球体几乎相同大小,这种情况非常频繁且必然发生,这三个平面部分组合成一个金字塔;正如于贝尔指出的,这个金字塔显然是对蜂巢蜜蜂蜂房三面金字塔形底部的粗略模仿。
就像在蜂巢蜜蜂的蜂房中一样,在这里,任何单个蜂房中的三个平面部分必然构成了三个相邻蜂房的组成部分。
显然,Melipona通过这种方式节省了蜂蜡,更重要的是,节省了劳动:因为相邻蜂房之间的平壁不是双层的,而是与外层球形部分相同的厚度,然而每个平面部分又是两个蜂房的一部分。
考虑到这种情况,我想如果Melipona在一定距离处制作其球体,使其大小相等,并以对称的方式排列成双层结构,那么最终的结构将和蜂巢蜜蜂的蜂巢一样完美。
因此,我写信给剑桥大学的米勒教授,这位几何学家友好地审阅了根据他的信息整理的陈述,并告诉我它是完全正确的:——如果有一组等径球体,其球心位于两平行层中;每个球体的球心与同一层中周围六个球体球心的距离为半径x sqrt(2)或半径x 1.41421(或更短距离),并且与另一层和相邻球体的球心保持相同距离;然后,如果在两层中形成的各球体之间的交面平面形成,则将产生一层由三面菱形组成的六边形棱柱体,这些棱柱体由底部相连;这些菱形和六边形棱柱体的侧面将具有与蜂巢蜜蜂蜂房的最佳测量值完全相同的每个角度。
但我从Wyman教授那里听到,他进行了大量仔细测量,发现蜜蜂工艺的精确度被大大夸大了;如此之甚,以至于无论蜂房的典型形式是什么,它很少,甚至从未实现。
因此,我们可以安全地得出结论,如果我们稍微调整Melipona已有的本能,虽然这些本能本身并不十分令人惊叹,这只蜜蜂将能制作出与蜂巢蜜蜂一样完美的结构。
我们必须假设Melipona能够形成真正球形且大小均匀的蜂房;这并不令人惊讶,因为它已经在某种程度上做到了这一点,并且看到许多昆虫在木头中钻出完美的圆柱形洞,显然是围绕固定点旋转而成。
我们必须假设Melipona将其蜂房排列成水平层,就像她已经排列其圆柱形蜂房一样;我们还必须进一步假设,这是最大的难题,她能够以某种方式准确判断与其他工蜂保持多远的距离,当多个工蜂正在制作球体时;但她已经能够相当准确地判断距离,总是使她的球体彼此有一定交叠;然后她通过完全平坦的表面连接这些交叠点。
我相信,通过这些本能的修改,虽然这些本能本身并不特别令人惊叹——甚至不如引导鸟类筑巢的本能那么令人惊叹——蜂巢蜜蜂通过自然选择获得了她无与伦比的建筑能力。但这一理论可以通过实验加以检验。
按照 Tegetmeier 先生的例子,我将两片蜂巢分开,并在它们之间插入一条长而厚的矩形蜡条;蜜蜂立刻开始在蜡条上挖掘微小的圆形凹坑;随着这些小凹坑被加深,它们逐渐变宽,最终转化为浅盆状,从视觉上看,它们完美地呈现出球体的一部分,直径大约等于一个蜂巢的大小。
最有趣的是观察到,无论几只蜜蜂在同一区域附近同时开始挖掘这些浅盆,它们开始工作时彼此之间的距离如此之远,以至于当这些浅盆达到上述所提到的宽度(即普通蜂巢的宽度),并且深度约为其构成部分球体直径的六分之一时,这些浅盆的边缘会相互交叉或断裂。
一旦这种情况发生,蜜蜂便停止挖掘,开始在浅盆边缘的交界线上建造平滑的蜡墙,因此每个六边形的棱柱都建在光滑浅盆的圆弧边缘上,而不是像普通蜂巢那样建在三面锥体直角边缘上。
然后,我在蜂巢中放入了一根薄且窄的刀刃状蜡条,上面涂有朱红色。蜜蜂立刻在蜡条两侧开始挖掘靠近彼此的小浅盆,就像之前一样;但是,由于蜡条太薄,如果它们挖得和之前的实验一样深,那么底部将会从两侧穿透。