無論是私底下或者工作上，洛克菲勒大學的丹尼爾‧闊諾爾（Daniel Kronauer）都是那種非要追根究柢不可的生物學家。闊諾爾從幼稚園起就非常喜愛螞蟻和其他昆蟲，他說他仍然喜愛翻開石頭，「就想看看有什麼東西在下面爬」。
在曼哈頓東側一幢採光良好的四樓高實驗室裡，闊諾爾和同事們分析著單一一種螞蟻的生理機制、大腦、遺傳基因以及行為，一點細節都不放過。學者們費事地徒手在上千隻畢氏粗角蟻（clonal raider ants／Cerapachys biroi）身體塗上色點，有粉紅色、藍色、紅色和檸檬綠的鮮豔顏料；色彩標記讓電腦得以追蹤蟻群全天候 24 小時的活動——也讓螞蟻們看上去像是會走動的雷根糖。
科學家們操縱了這些螞蟻的 DNA，創造闊諾爾口中的全球第一批轉基因螞蟻。諸多出人意表的結果裡頭，有一群葛麗泰‧嘉寶（Greta Garbo）（註）式的螞蟻；嘉寶式螞蟻顛覆了一般螞蟻的高度社會性偏好，只想自己獨處。
學者們也從研究中指認螞蟻的分子與神經線索，這些信號能催動螞蟻像護士一樣餵養幼蟻，或者像蟻后般孕育更多幼蟻，或者像粗暴的警察捕捉蠻橫的巢友，在地上攫住牠們的六肢、撕成一堆甲殼碎片。
德國出生長大的闊諾爾剛滿 40 歲，高大、一頭淡棕橘色頭髮、藍眼睛、妻子是牙醫。他和藹坦率，而他的實驗室則可謂野心勃勃、兢兢業業。
「我們的終極目標就是，從根本上認識一個複雜的生態系統怎麼運作。」闊諾爾說。「我用螞蟻的社群當作模型。」
就他看來，聚落的螞蟻就像多細胞有機體裡的細胞，或者像大腦的神經元：它們的命運交織，同時付出勞役，整個蟻群形成了一支不能輕忽以待的勢力。
「但你能用些沒法輕易用在腦袋上的方式來操弄螞蟻聚落。」闊諾爾說。「聚落十分地模組化，你能拆開聚落，再重新拼回去。」
闊諾爾與他的共同作者群以一系列的近期報告發表他們的研究，刊載於《國家科學院學報》（Proceedings of National Academy of Sciences）、《實驗生物學期刊》（The Journal of Experimental Biology）和其他刊物。
學者們希望將畢氏粗角蟻變成一種有機體模型，並列大腸桿菌和果蠅等常用實驗物種。若要研究基因如何運作、或者發育時身體構成如何發生，細菌和果蠅早已是價值連城的實驗物種；不過，闊諾爾的模型螞蟻則給了科學家在受控條件下探索動物社會的起源與演化的機會。
「他的系統對任何想研究社會行為的人來說，都難以置信地大有可為。」攻讀白蟻與微生物群落的普林斯頓大學生態與演化生物學系副教授柯琳納‧塔尼達（Corina Tarnita）說。
「你能問問看，大自然用以反覆製造社群的基本材料、基礎操作是什麼——不論你想談的是螞蟻、黏菌、狒狒甚或是第一批人類社群。」
身為蜜蜂專家的伊利諾大學香檳分校基因組生物學系主任金‧羅賓遜（Gene Robinson）說：「社會型昆蟲聚落正是典型的複雜系統，而丹尼爾打造了一組非常有力的工具來回答一些大問題，包括它們怎麼運作、局部互動又是怎麼在缺乏中央控制的情況下造就普世適用的模式。」
研究蟻群、洞察人類
畢氏粗角蟻能當上實驗用苦役有一大關鍵，那就是牠們的適應能力。許多種螞蟻都很嬌貴。畢氏則大大不然。
「畢氏是個強韌的品種。」闊諾爾說。「許多模型有機體都是如此——牠們遍布全球，牠們擅長侵略失調的生物棲地，它們在實驗室裡頭也很好養。」
為了爬梳螞蟻社交生活的亂絲千結，學者們招式百出。他們或剔除螞蟻的基因，或者編輯螞蟻基因的序列，並觀察螞蟻如何回應。他們持續發送輻射標記的神經化學物質給螞蟻，檢查螞蟻腦袋裡的信號分子在哪裡收到訊號。
他們用毫米作單位測量螞蟻活動，看著這些昆蟲悠哉穿行精確校準的陶瓷格網。他們讓螞蟻吃得太撐，或讓螞蟻捱餓；他們混雜並配對不同年齡、生命經驗與轉基因內容的螞蟻。
這項計畫本身便是最誘人、最燒腦的基礎科學，而且可能有值得人類疾病研究借鏡的觀察，譬如為什麼癌細胞忽略周遭的停止訊號，或者大腦為什麼在憂鬱症上身時變得畏縮。
「我們研究讓螞蟻對它們的社交環境如此敏感的神經調節物質，」闊諾爾說：「或許能同時學到自閉症和憂鬱症的重要認識。」
這樁五年的事業走來並非一路順遂。早前，蟻群遭到蟎蟲侵襲。「完全沒有任何徵兆，殺死了八成的蟻群。」闊諾爾說。「我回家和太太說，我們玩完了。」
如今實驗程序都已然確立，螞蟻繁榮茁壯，闊諾爾實驗室裡的成員們處理實驗對象時動作俐落快速。在其中一項實驗裡，研究生維克朗‧錢德拉（Vikram Chandra）拿一副小鉗子夾起碟子裡的單隻螞蟻，再把鉗子遞給研究助理艾梅莉雅‧里哲（Amelia Ritger）。
里哲透過顯微鏡，在每隻螞蟻的腹部注入一小劑賀爾蒙，再把鉗子還給錢德拉，請他再抓幾頭螞蟻過來。「我們接下來好幾個小時會經手幾百隻螞蟻。」里哲說。
「我們建構例行工作事務時，」錢德拉自嘲道：「我們決定從螞蟻身上學點訣竅。」
闊諾爾說他的學生和博士後研究生們從零開始設計這一切：電腦演算法、追蹤設備、切割出的繁複網絡。「他們是工程師、程式寫手、神經科學家。」闊諾爾說。「我呢，我只是懂螞蟻的傢伙。」
實情是，闊諾爾花了數年在田野研究螞蟻，研究亞利桑納州的冠奴蟻和哥斯大黎加的行軍蟻。然而即便他熱愛田野調查，他逐漸覺得追著行軍蟻跑過森林彷彿是跟在黑猩猩後頭跑。
「牠們移動，你只能跟。你沒法真的做實驗。」他說。他想鑽研得更深，把螞蟻帶回實驗室，做排序、基因轉殖、基因剔除、分子研究，一整套果蠅實驗式的自助餐。但要哪種螞蟻才會乖乖聽話？」
通常，在實驗室研究螞蟻的生物學家必須不斷從野外添補存貨，那就排除了闊諾爾心裡想做的精密基因研究。後來他碰巧讀到三篇論文，討論神祕的畢氏粗角蟻，他就明白他的螞蟻有著落了。
混雜的訊號
就算撇除畢氏粗角蟻的強韌適應能力不談，它們也幾乎像為實驗量身訂做的物種。世界上已知的 1 萬 2,000 種螞蟻展示了許多繁殖和求生的策略。最為人知的案例是完全真社會性（eusocial）螞蟻，許多不孕的母工蟻攬下全部雜事，單獨一頭大蟻后產所有的蛋，一小群雄蟻供給精子。
畢氏粗角蟻之間沒有固定派任的工蟻以及蟻后。反之，聚落裡頭的所有螞蟻輪番擔任各自的職務。有約一半的時間，它們以工蟻之姿行動，為幼蟻張羅食物——通常就是洗劫其他螞蟻的巢穴，盜走牠們的幼蟲。
剩餘時間裡，它們扮起蟻后，聚落裡全員一同下蛋。此外，並沒有公的畢氏粗角蟻：這些蟲卵單性生殖，無需精蟲，造出一整支全是雌蟻的複製蟲方陣。
這群螞蟻不尋常地結合了基因一致與行為狂野難測這兩種特質，提供了解決先天對上後天這個古老難題的強力工具。闊諾爾等研究員逐步辨析出基因與環境因素之間如何交互作用，這些因素形塑著繁殖和社交等基本行為。
科學家們依序排列螞蟻的基因組，發現一類氣味受器基因「巨幅擴張」，闊諾爾表示，這個發現透露畢氏粗角蟻可能比一般的螞蟻更加仰賴化學物質通訊。學者們接著利用基因剔除的技巧翦除部分螞蟻的氣味受器，其結果教人驚詫。
基因剔除的螞蟻沒有探查食物的困難。事實上，闊諾爾說：「它們吃得還比別的螞蟻更多。」它們對社交活動的胃口則是另一回事。
一般的畢氏粗角蟻只要有機會，就會興高采烈地堆疊在彼此身上，基因剔除的螞蟻則會迴避群眾，並且會連日獨自遊蕩，好像它們是一般離群索居的甲蟲。結果顯示，氣味受器的多樣化和專門化正是螞蟻社群性演化的關鍵因子。
學者們也探索撫育行為的生物化學作用，探問是哪些訊號會促使螞蟻離巢為幼蟻尋找食物。
初期的成果透露，新生幼蟲分泌的易揮發費洛蒙會刺激成蟻的腦袋產生賀爾蒙異亮胺酸催產素（inotocin），這等同於螞蟻的催產素（oxytocin），而催產素則以刺激哺乳類的照護行為而聞名。
對畢氏粗角蟻來說，異亮胺酸催產素飆升會激發勇往直前並掠奪的衝動，而擁有最多製造異亮胺酸催產素的神經元的螞蟻，照闊諾爾所說：「會是第一批踏出門的螞蟻。」
相形下，有些螞蟻則會全然漠視社群的線索，而它們可得為輕藐的態度付出龐大代價。
闊諾爾和同僚們在期刊《當代生物學》（Current Biology）發表報告，描述畢氏粗角蟻聚落時程表同步的嚴苛紀律：現在全體下蛋，現在全部的蛋孵出幼蟲，現在全部的成蟻關閉卵巢，照料嗷嗷待哺的幼蟻。
不過，有時候，有隻螞蟻的卵巢會在該當停機時仍持續活躍，其他螞蟻會利用它們的烴類顯示器在違法之徒的表皮標下記號。執法的螞蟻會迅速湧上這頭卵巢活動太旺盛的個體，拖出巢穴、拉住並撕碎它，處決可能耗時數個小時、甚至數天。
「這些螞蟻就像小坦克一樣。」闊諾爾說。
為什麼殺死一隻可能在非產季產卵的螞蟻這麼重要，何況它還根本是你的基因雙胞胎？闊諾爾把執法螞蟻比作身體的免疫系統，叛蟻則是癌症。
「一支螞蟻聚落面臨多細胞有機體內部類似的問題。」他說。「你不能有個不回應監管信號的元件，還失控地開始自行複製。」
執法螞蟻敲門時，可沒有夠大顆的石頭供你藏身。
註：嘉寶是瑞典演員，日後歸化美籍，不論銀幕前後都以偏愛獨處聞名。