白蚁作为一种常见的昆虫，却对木头有着特殊的偏好。那么，白蚁为什么要啃木头呢？这背后究竟隐藏着怎样的奥秘？
木头主要由纤维素和木质素组成，纤维素是由许多葡萄糖分子连接而成的长链状分子，木质素是一种复杂的有机物，形成三维网状结构，二者相互交织使得木头具有坚硬和弹性的特性。而白蚁之所以啃木头，是因为它们的消化系统缺乏能够分解纤维素和木质素的酶，但是它们的胃里有一些特殊的微生物，包括原生动物和细菌。原生动物能够分泌出分解纤维素的酶，细菌则能分解木质素并产生氢气、二氧化碳和甲烷等气体，这些微生物与白蚁形成互利共生关系，白蚁为它们提供食物和栖息地，它们帮助白蚁消化木头并提供能量和营养。
白蚁还有一种特殊的行为 —— 口对口喂食，通过这种方式可以传递胃里的微生物。一只白蚁将嘴里的食物或液体吐出来喂给另一只白蚁，不仅能传递食物和水分，还能分享有用的微生物或获取自己缺少的微生物，保证自己和同伴都有足够的微生物来消化木头。
此外，不同的白蚁类群降解和利用木材复杂多糖组分的机理存在显著差异。高等象白蚁通过选择性剪切植物胞壁多糖中纤维素和半纤维素长主链至短链多糖，同时对半纤维素主链进行彻底地去乙酰化和去侧链化降解；而低等干木白蚁则通过优先靶向解离细胞壁中纤维素和半纤维素组分间的相互作用界面，然后进行多糖组分消化利用。白蚁肠道里存在着一千多种微生物，它们大多以群落的形式存在，相互协作完成高效转化的过程。
不仅如此，日本的一项新研究揭开了白蚁群中蚁王和蚁后的 “御膳” 成分，主要包括鞘脂类、甘油二酯、短肽和蛋白质等。工蚁喂食蚁王和蚁后特殊的食物，以便它们专心繁殖。通过微型 CT 对比发现，蚁王、蚁后和工蚁的中肠和后肠占消化道的体积比明显不同，工蚁后肠占比大用于共生微生物分解纤维素，蚁王和蚁后的中肠占比较大用于吸收营养物质。这种觅食和消化的分工成为白蚁社会劳动和繁殖分工体系的基础。
二、木头的组成与特性
（一）木头是什么木头主要由纤维素和木质素组成。纤维素是一种由许多葡萄糖分子连接而成的长链状分子，而木质素则是一种复杂的有机物，形成三维网状结构。两者相互交织，使木头具有坚硬和弹性的特性。
木质素，简称 “木素”，是一种广泛存在于植物体中的无定形的、分子结构中含有氧代苯丙醇或其衍生物结构单元，是通过醚键和碳碳键相互连接形成的具有三维网状结构的生物高分子。按照木质素所含结构单元的不同，可将其分为紫丁香基木质素（S - 木质素）、愈疮木基木质素（G - 木质素）和对羟基苯基木质素（H - 木质素）。原木木质素是一种白色或接近无色的不溶性固体物质，相对密度为 1.35～1.50，在水或大部分有机溶剂中均不溶解，具有较高的热值，其燃烧热一般大于 100kJ/g。
木质素是植物细胞壁中木质纤维素成分中最常见的芳香族有机化合物，主要存在于木和草类植物中。木质素单体被过氧化物酶或漆酶催化氯化，然后耦合成木质素。自然界中木质素的生物分解是一个好氧的共代谢过程，最终氧化成为一氧化碳和水。木质素作为一种天然高分子材料，无毒且可生物降解，在生物医药、工业、环境等领域均有广泛应用。
木头整体硬度不是很高，纤维素使木材具有韧性，竖向强度大，横向低。木质素硬度更高。木材可以被描述为由木质素（一种天然塑料）黏合起来的纤维素所组成的复合结构自然材料。如果没有木质素，木材会是一束松散的纤维；如果没有纤维素，木材会呈多孔海绵状，缺乏强度。除了纤维素和木质素这两个核心成分，木材细胞中还含有水分和许多微量元素以及矿物质。
三、白蚁啃木头的原因
（一）消化系统的局限白蚁的消化系统缺乏能够分解纤维素和木质素的酶，无法直接消化木头。这使得白蚁在面对富含纤维素和木质素的木头时，需要借助其他力量来实现对木头的利用。
（二）秘密武器 —— 肠道微生物白蚁体内的特殊微生物，包括原生动物和细菌，能够分泌出多种生物酶，对木头中的纤维素和木质素进行有效分解。原生动物是一种单细胞生物，能够分泌出分解纤维素的酶。细菌则能分解木质素并产生氢气、二氧化碳和甲烷等气体。这些微生物与白蚁之间形成了一种互利共生的关系，白蚁为它们提供食物和栖息地，而它们帮助白蚁消化木头并提供能量和营养。
这些微生物与白蚁形成互利共生关系，白蚁为它们提供食物和栖息地，它们帮助白蚁消化木头并提供能量和营养。白蚁并不能独立消化木质纤维素，但它们体内的特殊微生物能够分泌出多种生物酶，并对木头进行有效分解，把这些多糖剪切为简单的、可利用的寡糖。据估算，白蚁及其微生物共生体降解转化木质纤维素的效率高达 90% 以上。
白蚁肠道里存在着一千多种微生物，它们大多以群落的形式存在，且相互间协作才能完成高效转化的能力，不同微生物贡献的酶都是有差异的，这是一个互作、协同、降解的过程。
此外，白蚁还有一种特殊的行为 —— 口对口喂食。通过这种方式可以传递胃里的微生物，保证自己和同伴都有足够的微生物来消化木头。
四、不同白蚁类群的啃木策略
（一）高等象白蚁高等象白蚁在啃木头时有着独特的策略。它们通过选择性剪切植物胞壁多糖中纤维素和半纤维素长主链至短链多糖，同时对半纤维素主链进行彻底地去乙酰化和去侧链化降解。宁波大学李鸿杰研究团队自 2021 年起，系统收集并分析了来自亚、非、美洲等地的上千种白蚁样本，发现了高等象白蚁的这一策略。这种策略使得高等象白蚁能够有效地分解木材中的复杂多糖组分，为其生存和繁衍提供能量和营养。
（二）低等干木白蚁低等干木白蚁在啃木头方面则采取了不同的策略。它们优先靶向解离细胞壁中纤维素和半纤维素组分间的相互作用界面，然后进行多糖组分消化利用。与高等象白蚁相比，低等干木白蚁的这种策略同样能够实现对木材中多糖组分的有效降解。李鸿杰团队的研究揭示了不同白蚁类群在降解和利用木材复杂多糖组分方面的显著差异，也为我们深入了解白蚁的生态习性和生存策略提供了重要依据。
五、白蚁的社会行为与啃木
（一）口对口喂食与微生物传播白蚁的口对口喂食行为在其生存中起着至关重要的作用。通过这种特殊的行为，白蚁不仅能够传递食物和水分，确保群体中的每一个成员都能获得维持生命所需的营养物质，还能够传递胃里的微生物。这些微生物对于白蚁啃木头的过程至关重要，因为它们能够帮助白蚁消化木头中的纤维素和木质素。
一只白蚁将嘴里的食物或液体吐出来喂给另一只白蚁，在这个过程中，有用的微生物得以在群体中传播。例如，一只白蚁可能缺少某种特定的能够分解木质素的细菌，而通过口对口喂食，它就可以从同伴那里获取这种微生物，从而保证自己有足够的能力来消化木头。这种行为体现了白蚁群体内部的互助和协作，也为它们在复杂的环境中生存提供了保障。
（二）体现 “团结” 的运作方式白蚁肠道里的一千多种微生物大多以群落的形式存在，相互间协作完成高效转化，这一过程充分体现了人类社会所强调的 “团结”。不同种类的微生物在白蚁的消化系统中发挥着各自独特的作用，共同为白蚁消化木头提供支持。
例如，原生动物能够分泌出分解纤维素的酶，细菌则能分解木质素并产生氢气、二氧化碳和甲烷等气体。这些微生物相互配合，将木头中的复杂多糖组分转化为白蚁可以利用的能量和营养物质。在这个过程中，每一种微生物都不可或缺，它们共同构成了一个高效的消化系统。
正如宁波大学李鸿杰研究团队所发现的，高等象白蚁和低等干木白蚁在降解和利用木材复杂多糖组分方面采取了不同的策略，但无论是哪种策略，都离不开白蚁肠道内微生物的协作。这种团结协作的方式不仅让白蚁能够在自然界中生存繁衍，也为人类提供了思考和借鉴的价值。
六、白蚁啃木的潜在价值
（一）对人类的启示白蚁胃里的微生物能够分解木质素，这一能力为人类带来了启示。木质素是一种难以降解的有机物，但如果能够利用白蚁胃里微生物的这种能力，就有可能将木质素转化为可再生的能源或者有用的化学品。例如，可以通过研究白蚁肠道内的微生物群落，开发出新型的生物催化剂，用于木质素的降解和转化。此外，白蚁肠道内的微生物还可能产生其他有用的化合物，如有机酸、氢气等，这些化合物也可以作为能源或化学品的来源。
（二）科学研究的新方向对白蚁啃木行为的研究，为发现和释放白蚁肠道菌的潜能提供了新的依据，也为农林、轻工和食品等行业新酶制剂短缺提供了新的解决方案。
宁波大学李鸿杰研究团队的研究成果表明，不同白蚁类群在降解和利用木材复杂多糖组分方面具有显著差异。高等象白蚁通过选择性剪切植物胞壁多糖中纤维素和半纤维素长主链至短链多糖，同时对半纤维素主链进行彻底地去乙酰化和去侧链化降解；而低等干木白蚁则通过优先靶向解离细胞壁中纤维素和半纤维素组分间的相互作用界面，然后进行多糖组分消化利用。这一研究成果为科学研究提供了新的方向，可以深入研究白蚁肠道内微生物的作用机制，挖掘新型糖基水解生物酶制剂的生产可能性，为农林、轻工和食品等行业提供新的解决方案。
此外，对白蚁肠道内微生物的研究还可以为生态系统的保护和可持续发展提供参考。白蚁作为生态系统中的 “木质纤维分解者”，在维持生态平衡、促进生物多样性方面发挥着不可替代的作用。通过研究白蚁肠道内微生物的群落结构和功能，可以更好地了解生态系统中木质纤维素的降解过程，为生态系统的保护和可持续发展提供科学依据。
