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《超个体》在群体行为的复杂网络里，启迪超个体模式对人类协作的智慧新思
铛铛铃2025-09-14【科普】226人已围观
简介
今天为您解读的书是《超个体》，副标题是《社会昆虫的美丽、优雅和奇妙》。
本书作者是两位社会生物学家，德国人博尔特·赫尔多·波和美国人爱德华·威尔逊。他们的研究对象是社会性动物，所谓社会性动物，也就是那些能够形成社会群体的动物，特别是蚂蚁。这两位学者在社会生物学领域非常有名，他们曾经写过一部鸿篇巨著，叫做《蚂蚁》。在我们之前的节目当中，曾经解读过科普读物《蚂蚁的故事》，那就是《蚂蚁》这本书的简化版本。
不过，这两本关于蚂蚁的书是在20世纪90年代出版的。在经历了近20年的发展以后，人类对于社会性生物的了解已经更加深入。两位学者觉得，有必要再为大众写一本关于社会性生物的书了。于是，2008年，这本《超个体》就呈现在了大家的面前。
这本书被盛赞为近年来最重要的科普著作之一。重要在哪里呢？因为这本书探讨的范围可不局限于蚂蚁，它提升到了一个新概念——超个体。超个体是什么？一句话解释，就是一种超级强大的生存方式。有了这个概念，你对整个生物界、社会，包括人类社会的演化问题，就有了全局的视野。通过研究这种生存方式，可以了解到分布式运算的底层逻辑是什么，也可以了解到自组织是怎么回事。
好，让我们先从了解蚂蚁、蜜蜂和白蚁这些动物的组织开始说。很多动物倾向于聚群生活，这很好理解，因为群体能够给予动物安全感，同时也便于觅食、繁殖以及防御天敌。在群体中，它们往往会形成一定的组织形式，每个成员对应着具体的目的，有的负责生殖，有的负责觅食，高度分工，从而使群体更加高效地运转。这种组织形式的最高级别就是完全社会性。我们人类社会算是完全社会性吗？不算，因为人是可以单个荒野求生的，狮子老虎也可以单独生存，但是裸鼹鼠和达马拉兰鼹鼠就不行了。那么在这两种鼠类的社会里，具有被称为王后的生殖阶层，以及完全被抑制了个性和生殖能力的劳动阶层，公署工是工作的工啊。
事实上，达到了完全社会性的物种非常少。在大约1万种虾兵蟹将当中，只有几种枪虾达到了这一水平。在昆虫当中，只有蚂蚁、白蚁和蜂类等少数类群体达到了这一水平，它们只占到了昆虫物种总数的2%。虽然它们物种少，但是呢，在数量上可是完胜同类。据估计，单单完全社会性昆虫，可能就占到了全球昆虫总重量的一半以上。在微观世界里，它们牢牢控制着整个生态系统的中心位置，因为它们凭借的就是这种与众不同的、强大的生存形式——超个体。
事实上，人类对超个体的研究已经有100多年历史了。1911年，蚂蚁学家惠勒就归纳出了超个体的特征，整个群体作为一个整体运转，它们有着生长和繁殖的周期。在整个群体中，根据身体结构和行为上的不同特质，可以区分出不同的族群。那么对于普通读者而言呢，这一段是相当晦涩的描述，我举一个例子你就明白了。蚂蚁是所有社会性昆虫当中实力最强大的，整窝蚂蚁就是一个超个体，你可以把它想象成一个单一的生物体。在这个群体当中具有不同的阶级，也就是品级，工蚁是劳动阶层，这个工是工作的意思，它们可以看成是超个体的体细胞，不能自我繁殖，负责繁殖这件事的是繁殖蚁，所以你可以把繁殖蚁看成是超个体的生殖器官。对于群体来说，土壤里的巢穴是它的外壳，不仅能够保护整个群体，也能够为整个群体提供一个适宜的内部环境。忙忙碌碌的工蚁组成了超个体的身体，涌到地面的一个个工蚁小分队，就是超个体的一条触手。那么这些触手在接触到猎物的时候呢，会猛扑上去，在遇到敌害的时候呢，则会快速收回。整个群体就像是一只动物，它的本体深藏于地下，正在伸出触手探索世界。
从蚂蚁的例子，你应该已经发现了，对蚂蚁、蜜蜂这些完全社会性动物来说，品级是超个体最重要的特征之一。个体可以看成超个体的细胞，个体所处的品级则可以看成超个体的器官。生殖品级是繁殖器官，劳动品级是四肢，防御品级、报警、通信和族群识别标记组成了免疫系统，食物的分配和传递是循环系统，成员之间的通信与互动是神经系统，巢穴则是皮肤和骨骼。那么我们可以把整个巢穴看成一个生物体，而这个生物体就是超个体。
你可能发现了一窝蜜蜂数量庞大，但品级并不多，它们是怎么实现复杂的超个体功能的呢？答案是靠算法，而不是靠领袖。在整个群体当中，找不到一个真正的发号施令者，也没有哪个个体有足够的智力来掌控整个巢穴的形势。不管是蚁后、蜂后或者是白蚁的蚁王和蚁后，他们的工作只有繁殖产卵，并不会对巢穴的其他成员发出命令。所有成员都在通过自我感知来判断周围环境的变化，然后根据自身的状态，决定自己要从事什么样的工作。然而这并没有导致混乱，他们依靠的是基于本能的算法，或者说是一系列固定的程序。每个程序对应着一种行为，而触发这种行为的往往是一个二元选择，也就是一个二选一的选择题，做或者不做。他们简单的神经规定了对外界环境刺激响应的阈值，也就是做出选择的最低刺激强度，达到这个值，就会触发相应的动作，就像60分是考试的及格线，考试成绩达到或者是超过60分，你就能够获得一张合格证书一样。
你这种简单的算法如何促成集体的行为呢？说说蜜蜂是怎么采蜜的，你就明白了。在一次采蜜行动中，负责侦查的蜜蜂发现一大片油菜花，那么它采蜜返回之后呢，开始向同伴传达召集信号，告诉小伙伴们，这里有花粉，快来快来啊。蜜源的质量对它来讲是一种刺激，蜜源的质量越好，它发出的召集信号也就越强。同时呢，它发出的召集信号对同伴也是一种刺激。这时候，靠近侦察峰最近的工蜂会感受到召集信号，如果达到了它的阈值，它就可能外出采蜜，而距离较远的工蜂受到的刺激很弱，不能够达到它的阈值，它就仍然保持原来的工作。而侦察蜂的附近显然不会只有一只工蜂，所以它的个体行为会导致一定数量的工蜂外出采蜜。这时候注意了，一次群体行为就被触发了。如果蜜源丰富，就会有更多的蜜蜂成功采蜜返回，同时发出召集信息，于是更大规模的外出行动发生了，采蜜队伍不断壮大。当采蜜活动达到尾声的时候，蜜源减少或者是枯竭，达不到让蜜蜂出现召集行为的阈值，返回蜜蜂的召集行为减少，外出的蜜蜂呢就会因此减少，直到停止前往这个蜜源采蜜。你看这时候一种宏观的智慧就发生了，蜂群似乎了解密源的情况，并且会派出合适数量的工蜂。然而事实上，这只是一系列简单运算的组合，所有的蜜蜂只在是否发出召集信号、是否外出这两个简单的事件上做出二元选择。在整个事件中，没有绝对的发号施令者，即使有工蜂发出了信息，其他工蜂仍然会自行决定做还是不做。很多时候，甚至刺激只是来源于自然界，而非是同伴，比如说冷热干湿、空气中的二氧化碳浓度等等。
这样的社会组织方式被称为自组织。这种组织形式的好处就是，允许只有微弱智力的生物去创造一个复杂的社会，哪怕这些生物只能够掌握一些简单的算法，但简单算法所能汇集起来的复杂度实际上是无穷的。以三次二元选择为例，假设有三只蜜蜂要做选择，那就可以有二的三次方种，也就是八种组合模式。而随着二元选择次数的增加，可以发生的组合模式会呈几何形式增长，直到出现一个天文数字。相应的你将观察到复杂的行为，而当你把视野从个体成员放大到整个族群的时候，由无数复杂行为汇集起来，就组成了群体的生存策略。整个群体如同有智慧一般，会随着环境的变化微调自己的行为，当然也可以发生剧烈的变化。在这个群体当中，个体成员相当于一个计算单元，单元与单元之间通过物理接触、化学、气味、视觉信息等感官彼此传递信息，然后通过族群成员联合的感官和大脑，族群本身能够像一个信息处理系统一样运作。群体成员的数量越多，对信息的处理和加工能力就越强，呈现出来的群体智慧也就越高。这就是超个体强大的根源。
这种超个体的力量也被人类运用到计算机领域，使用类似的分布式计算，联合起多台计算机，就能获得远超单个计算机的运算能力。不过，大自然的环境千变万化，蜜蜂的生活可不仅仅只有采蜜，超个体内区区几个品级，要如何应对外界变化呢？嗯，他们可机灵着呢。在需要的时候，超个体内的劳动品级会切换自己的模式。比如正在挖掘巢穴的工蚁，在遇到卵或者是幼虫以后，可以迅速从建筑工模式当中脱离出来，切换成保姆模式，将卵和幼虫搬运到潮湿当中照顾，或者在遇到外敌入侵时，迅速从工作状态切换到战斗状态。即使在功能上被设定为以战斗为主要职能的兵蚁，在工蚁大量损失以后，也可以转而从事工蚁的工作，尽管可能会略显笨拙，但是他们确实能干。
如此精妙的组织体系是如何在自然演化当中产生的呢？这些社会性昆虫、独居的祖先如何才能迈出走向超级运算系统的第一步啊？让我们仍然从最强大的完全社会性昆虫蚂蚁开始，试着解读社会起源的奥秘。蚂蚁兴起自1亿多年前的白垩纪，它们早期的化石类群保留了足够多的风类特征，蜂是蜜蜂的蜂，使我们可以笃定，蚂蚁的祖先很可能是独居的蜂类。今天我们仍然可以看到一些具有较原始特征的蚂蚁类群，如猛蚁、亚科的蚂蚁。这个亚科的蚂蚁更倾向于独自外出狩猎，而不是合作行动，甚至他们的社会也并不稳固，群体数量小，以后的繁殖率低，工蚁和蚁后的界限并不十分明确，一些工蚁在交配之后甚至能够替代以后的作用。猛蚁亚科的繁殖蚁在建立巢穴之初，也并不像多数蚂蚁族群那样，在肚子里准备了足够的营养，默默地隐蔽起来，封闭洞穴，等待第一批工蚁出现。猛蚁的繁殖蚁会把卵产在巢里，然后外出捕猎。我们可以据此猜测，在更早期的时候，蚂蚁的祖先就像今天的一些独居蜂类一样，在巢穴当中产卵，然后外出觅食，再带回营养哺育后代，而后代成年之后就会离开巢穴，从此不再相见。
但是与早期祖先的行为不同，猛蚁的下一代不会离开母亲，而是承担起协助哺育后代的任务。而留在母亲身边是社会性形成的重要一步。刚开始形成的初级社会呢，是相当脆弱的，环境的变化可以轻而易举地将这个联盟拆散。以具有初级社会的碎峰为例，穗是隧道的隧啊，这是真实存在的现代物种。当它们可以采集的食物发生了变化，从采集多种植物的花粉转变到少数几种花粉的时候，他们就由初级的社会性生活恢复到了独居生活。他们揭示了社会演化的早期状态，也许是一个关键的遗传学改变会加固社会化的状态，那就是基因表达的顺序出现了颠倒。蚂蚁同时具有养育后代的基因和觅食基因，起初他们在成年之后会先出门觅食，后来呢，因为发生了一个突变，养育基因跑到觅食基因前头，也就是说，这些基因突变的蚂蚁先产生哺育后代的渴望，然后经过一段时间，才会产生外出觅食的渴望。那它就不会在成年以后立刻的离开巢穴，反而呢，是先开始照顾巢穴当中已经有的卵。这样一个突变并不困难，因为它只是颠倒了基因启动的顺序。一旦新的顺序从基因层面上被固定下来，社会化进程就会逐渐变得稳固。
工蚁和蚁后的身体结构是有差别的，当这种差别产生，就标志着演化的极限点到达了这个点，社会化的演化进程就会变得不可逆转，哪怕这种身体结构上的差别非常细微。身体结构的分化还会改变他们的行动，而且还会随着年龄的变化而改变，比如让小工蚁爱上照顾巢穴当中的卵，让老公蚁热衷出门打工，这样劳动的分工就因此产生。
那么目前最复杂的超个体已经演化到了什么程度呢？在这个星球上，南美的切叶蚁达到了演化的顶点。他们拥有动物世界当中已知的最复杂的通信系统和最微妙的品级体系。他们建筑的巢穴自带中央空调，具有良好的小气候调节能力，并容纳着多达数百万只个体。同时，他们还与真菌形成了奇妙的共生体系。人类选择将农业作为自身发展的基石，其实昆虫的顶级超个体也都是农业种植的一把好手。欧亚大陆的高等白蚁和南美的切叶蚁都是选择养殖真菌，并且能把真菌作为日常饮食重要来源。工蚁们排着长长的队列，在植物的底部捡拾掉落的叶子碎片，而在植物上，大钟行宫已正挥舞着上颚，将植物的叶片咬下来，任由它们掉落在地上，形成一片叶子堆。在叶子堆上，叶片进一步被分割成适宜搬运的大小，小型工蚁会爬上叶片，然后中型工蚁则叼起叶片。这个时候，返航之旅开始了，中型工蚁叼着叶子，叶子上还趴着小型工蚁。小工蚁的主要工作是对付空中的敌人，一种寄生性早蝇。这种藻蝇能够在攻击时将卵产入蚂蚁的体内，最终让蚂蚁死掉。这条如同林间小路般的道路，已经完全被蚂蚁产生的信息素分子标记，使它们完全不用担心迷失方向。大型工蚁拥有足以咬开皮革的强健上颚，它们来回爬动，以防止任何入侵者干扰行进的队伍。一项研究发现，一个典型的八切叶蚁巢穴拥有四条通往不同方向的密室路线，每条路线都对应着2000多平方米的密室区域，总觅食区域令人吃惊的达到了1.03公顷，比标准足球场还要大一些。
一旦叶子被运回，它们会被更小的工蚁接管，然后逐渐细化处理，就像是工厂流水线一样，被越来越小的工艺进行越来越精细的处理。最终叶子会被混合上粪便，加工成培养真菌的沃土。更小的工蚁从真菌密集生长的地方摘取菌丝，接种到新堆起的培养基上。数量最多的、最小体型的工蚁会巡视军原，检查真菌的状态，同时剔除掉其中的杂菌。事实上，他们在管理军援上已经达到了极致，工蚁可以通过微生物产生抗生素，用来抑制杂菌的生长。最终成熟的真菌被采摘下来，蚂蚁们可以大快朵颐了。就这样，他们从地表采集资源，然后运送到巢穴当中，通过农业生产支撑起整个帝国的运转。整个群体是一个精密的系统，也是一个庞大的超个体。这就是在自然选择的塑造下，生物演化形成的伟大奇迹。
好，《超个体：社会昆虫的美丽、优雅和奇妙》这本书就为您解读到这了。听书笔记在音频下方，我们明天见。
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