外來穴鋸針蟻之超級群落形成與擴散機制
摘要
超級群落與獨特的繁殖策略是入侵蟻種取得生態優勢的關鍵因素。然而，這些因素在針蟻亞科（Ponerinae）物種遷入後的擴張中扮演何種角色，目前仍缺乏研究。穴居鋸針蟻（Odontomachus troglodytes）是一種原產於非洲撒哈拉以南的鋸針蟻，近期被發現已在台灣南部建立族群。在本研究中，我們進行了行為實驗，並開發了 11 組新型微衛星標記，並深入探討穴居鋸針蟻群落在南台灣的族群習性、生殖系統及巢內結構。基因分析顯示其為有性生殖，並且無證據顯示其有無性生殖的傳播方式。野外觀察與遺傳數據均顯示台灣群落具有顯著的多后制與多雄制，並伴隨高度的二倍體雄蟲採集率，此現象極可能是由於導入的群落近親繁殖所致。我們的研究結果顯示，高雄族群展現出部分超級群落特徵，包括多后制、多巢結構，以及相距數公里的不同巢穴間缺乏巢間攻擊行為。這是鋸針蟻族（Odontomachini）中首次有此類社會結構的案例。儘管來自不同巢穴的工蟻對彼此展現出寬容性，遺傳數據顯示不同巢穴間尚未達到完全的同化。本研究為穴居鋸針蟻的蟻群結構與繁殖策略提供了嶄新的觀點，並突顯了蟻群社會結構在促進族群存續與擴散中的重要性與潛在作用。
方法與執行步驟
我們的研究旨在探討入侵種 - 穴居鋸針蟻（Odontomachus troglodytes）在台灣建立族群後的社會結構與擴散潛力。由於該蟻種自 2017 年起於南台灣現蹤，且過去對針蟻亞科形成「超級群落（supercolony）」的實證資料較為匱乏，此研究於 2023 年起針對嘉義與高雄兩地族群進行行為實驗與分子遺傳分析。透過開發 11 組微衛星標記及進行 107 組巢間攻擊性測試，結果證實穴居鋸針蟻在台灣展現了顯著的超級群落特徵：高雄族群在跨越 6.8 公里的距離下仍維持高度的巢間容忍，且具備多后制與多巢體系。遺傳分析顯示該物種採有性生殖，雖偵測到可能因近親繁殖而產生的二倍體雄蟻，但不影響其多巢結構與低攻擊性使其具備強大的資源壟斷能力。此研究最終顯示，台灣族群已分化為嘉義與高雄兩個遺傳單元，其中高雄族群已具備初步的超級群落雛形，這項首度整合行為與遺傳證據的評估，對於監測其生物多樣性風險與制定防疫策略具有關鍵意義。
創新作為與跨域合作
本研究發表於昆蟲學Q1頂尖期刊《Myrmecological News》。作為Odontomachini族首例結合行為與遺傳證據支持其超級群落特徵的研究，本計畫挑戰了針蟻亞科社會結構保守的既有觀點，數據品質通過嚴謹國際審查。研究所建立的「行為試驗結合微衛星標記」快速評估架構，為新興入侵針蟻提供高度可複製的科學模型，對於理解社會行為演化、族群遺傳機制及制定跨物種入侵生態防治策略，具深遠理論與實務價值。
預期成果與貢獻
本研究具顯著實務與政策貢獻。首先，證實高雄族群具跨公里巢間容忍與多后結構，為政府提供風險預警，顯示其具快速擴張並壓制本土節肢動物的高潛力；其次，明確界定嘉義與高雄為不同遺傳管理單元，奠定分區監測與區域防治的科學基礎。這種在入侵初期即完成評估的「早期介入」模式，能有效降低生態衝擊與治理成本。展望未來，本模型可整合環境DNA（eDNA）技術，建立全台族群基因資料庫與風險分級系統，作為應對新興入侵社會性昆蟲的標竿範本，強化國土生物安全。
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