地球上有幾隻螞蟻？
― 平均每人約 240 萬隻。合起來的重量，比野生鳥類加野生獸類還重
地球上的螞蟻，估計約有 2 京隻（2 後面接 16 個 0）。這個數字太大，很難有實感，不過算一算，就會變成身邊的數字。換算下來，你腳下每 1 平方公尺的地面，平均就有超過 100 隻螞蟻。
你在公園長椅上吃飯糰，掉在地上的飯粒旁，不知不覺已經排起了一列螞蟻。可是剛才地上明明一隻也看不到。
牠們是從哪裡來的呢？其實只是你之前沒看見而已。大部分的螞蟻都住在土裡或落葉底下。
那麼，整個地球到底有多少隻螞蟻？2022 年，有一項研究集合了世界各地的調查，用數字回答了這個問題。
這麼多的原因，只有兩個
1 隻的重量只有幾毫克。一個巢裡有幾百隻，有些種類甚至有幾百萬隻。蟻后會連續好幾年不斷產卵。
光是已命名的種類，就超過 1 萬 4000 種。從熱帶森林、沙漠，到都市人行道的縫隙，都有牠們的蹤跡。沒有螞蟻的，只有南極等極少數寒冷的地方。
身體小、數量多、到處都有。這三件事相乘，數字就會遠遠超出想像。接下來我們一步步來看。
是怎麼數出來的？
當然，不是一隻一隻去數的。研究者蒐集了世界各地做過的 489 份調查。調查的方法是在地面設置小小的陷阱，或是把落葉拿去過篩，再計算螞蟻的數量。
他們從中算出「每 1 平方公尺有幾隻」，並依森林、草原、沙漠等土地類型分別計算，再乘上各類土地的面積後加總。答案約為 2 京隻。
把這個數字平均分攤到整個陸地面積，每 1 平方公尺平均約有 130 隻。請用圖 1 的滑桿改變面積看看。6 疊大的房間會超過 1000 隻，足球場則接近 100 萬隻。
這 2 京隻，據說是只計算地面上和落葉中的螞蟻所得到的保守數字。住在樹上或地底深處的螞蟻，還沒有被充分計算。真正的數量，可能還要更多。
合起來的重量有多重？
除了數量，我們也來比較重量。比較生物的量時，通常是比身體所含的碳的重量，因為水分的多寡會隨種類和季節而變。
全部螞蟻的碳，估計約有 1200 萬噸。野生哺乳類約 700 萬噸，野生鳥類約 200 萬噸。也就是說，光是螞蟻，就比野生鳥類加野生獸類還重。請看圖 2。
換算成每隻，碳只有約 0.6 毫克。這麼小的身體聚集 2 京隻，重量竟然達到全人類的 5 分之 1。
牠們這麼多，都在做什麼？
數量這麼龐大，螞蟻平常做的事，規模就大到足以影響整個陸地的自然。螞蟻挖巢、翻動土壤，開出讓空氣和水流通的通道。牠們搬運死掉的昆蟲，負責分解的第一步。
牠們也會搬運植物的種子。堇菜和豬牙花的種子上，附有螞蟻喜歡的小「贈品」。螞蟻為了這個贈品把種子搬回巢裡，吃掉贈品後就把種子丟掉。人行道縫隙裡開的堇菜，說不定就是螞蟻搬來的種子。
以螞蟻研究聞名的威爾森等人，以前曾估計「全世界的螞蟻約 1000 兆～1 京隻」。那是用昆蟲總數乘上螞蟻所占比例得出的粗略推估。2022 年的研究則是累積實際調查的數字，得出比這更多的約 2 京隻。
總結
地球上的螞蟻估計約有 2 京隻。平均每人約 240 萬隻，每 1 平方公尺地面平均約 130 隻。單隻雖然很小，合起來卻比野生鳥類加野生獸類還重。我們腳下的地面，比想像中熱鬧得多。
1 隻，比飯粒還輕。
但全部集合起來，比野生鳥類和野生獸類還重。
螞蟻為什麼能毫不迷路地排成一列，請看「螞蟻的隊伍，為什麼不會迷路、還能排成一列？」；牠們小小身軀的大力氣，請看「螞蟻為什麼能舉起自己體重幾十倍的東西？」。把很大的數字換成身邊的尺度，這種想法也和「剛剛吸進的空氣裡，有沒有古人呼出的空氣？」相通。
- 在晴天的公園或庭院，在地面框出 50 公分見方的範圍，用繩子或小樹枝標出四個角。
- 在正中間放一小塊餅乾屑，數一數 10 分鐘內聚集來的螞蟻有幾隻。
- 換個地方做同樣的事，比較日照處與陰影處、泥土上與鋪面縫隙等不同地點。
聚集過來的，只是巢裡螞蟻的一小部分。請想像，你數到的數量好幾倍的螞蟻，都還在地底下。為了避免被螞蟻咬或螫到，請不要用手直接碰牠們。
想知道更多的人 ― 用語・算式・與課本的連結明確標示從國中自然科到大學專業課程，各屬於哪個程度
- 國中國中自然科會學到的範圍
- 高中高中「基礎生物」「生物」會學到的範圍
- 高中＋高中的進階內容，或課本專欄的內容
- 大學高中不會學到、屬於大學專業課程（生態學・昆蟲學）的內容
- 研究連大學也不會當作「定論」來教、研究者目前還在調查的內容
國中用語：這個主題有它的名稱
- 生物量（生質量，biomass）：以重量表示某個地方或整個地球上生物的量。為了方便比較，常用身體所含碳的重量來表示。
- 社會性昆蟲：像蟻后與工蟻這樣分工，整個巢一起過集體生活的昆蟲，例如螞蟻、蜜蜂、白蟻。
- 種子傳播：植物讓種子被搬運到離親株較遠的地方。靠螞蟻搬運的稱為「螞蟻傳播」。
國中高中用算式確認：腳下有幾隻？平均每人幾隻？
從研究得出的總數，算出平均密度和每人平均的數量。因為數字很大，我們用「10 乘了幾次」來寫（10¹⁶ 是 1 後面接 16 個 0）。
| 用符號寫 | N ＝ ρ × A （平均密度為 ρ ＝ N ÷ A） |
| 用文字寫 | 螞蟻總數 ＝ 每平方公尺的數量 × 地面面積 |
| 這個式子從哪來 | 就是密度的定義。研究中依森林、草原、沙漠等土地類型分別測量密度，乘上各自的面積後加總 |
| N | 螞蟻總數（隻） |
| ρ | 每平方公尺的螞蟻數（隻／m²） |
| A | 陸地面積（m²） |
| 螞蟻總數（2022 年的推估） | 約 2×10¹⁶ 隻（2 京隻） |
| 陸地面積 | 約 1.5×10¹⁴ m²（1 億 5000 萬 km²） |
| 世界人口 | 約 8.2×10⁹ 人（82 億人） |
| 全部螞蟻的碳重量 | 約 1.2×10¹³ g（1200 萬噸） |
| 全人類的碳重量 | 約 6000 萬噸 |
| 每 1 m² 的平均數量 ρ | (2×10¹⁶) ÷ (1.5×10¹⁴) ≒ 133 隻 |
| 6 疊房間（約 10 m²）內的數量 | 133 × 10 ＝ 1330 隻 |
| 每人平均的數量 | (2×10¹⁶) ÷ (8.2×10⁹) ≒ 2.4×10⁶ 隻 |
| 每隻的碳 | (1.2×10¹³) ÷ (2×10¹⁶) ＝ 6×10⁻⁴ g |
| 與人類比較的重量 | 1200 ÷ 6000 ＝ 0.2 |
平均每 1 平方公尺約 130 隻，每人約 240 萬隻。每隻的碳是 0.6 毫克，而乾燥後的身體約有一半是碳，所以乾重大約是 1 毫克。這樣的螞蟻聚集 2 京隻，重量就是全人類的 5 分之 1。
高中高中＋牠們在哪裡、各有多少？
高中基礎生物會學到，生態系中生物的量可以用「生物量金字塔」來表示。螞蟻同時涉及肉食、草食與分解，是什麼都做的多面手，沒辦法只放進金字塔的某一層。
高中＋根據 2022 年的研究，螞蟻在熱帶特別多，尤其集中在熱帶森林和莽原。同一份調查也報告指出，計算在地面上行走的螞蟻，得到的數值比落葉中的更多。
大學推估的方法，與地球生物量的全貌
採集螞蟻常用的方法，有在地面埋容器的「陷阱採集法（pitfall trap）」，以及把落葉弄乾、讓螞蟻爬出來的「溫克勒抽取法（Winkler extraction）」。研究把這些方法得到的密度，依生物群系（biome）整理，再乘上面積做外推。若連結到依分類群估計全球生物量的研究（巴爾昂等人，2018 年），就能看出螞蟻重量的定位。
📖 算式的推導，以及更進一步的內容：生物量（Biomass）― 維基百科 ／ 螞蟻數量與生物量的推估（2022 年原始論文）
研究目前還不清楚的事
- 樹上與地底深處的螞蟻。 熱帶樹上和土壤深處的螞蟻調查很少，不知道會替總數增加多少。
- 調查較少的地區。 非洲和中亞等地的調查地點少，推估的誤差範圍據說很大。
- 螞蟻是增加了，還是減少了？ 各地都有昆蟲減少的報告，但螞蟻的數量隨時代如何變化，目前還不太清楚。
換句話說，這篇文章的內容也只是「就目前所知範圍的說明」。2 京隻這個數字，之後的調查可能會讓它往上或往下變動。
與課本的連結（依程度）
| 程度 | 科目・單元 | 對應本文哪裡 |
|---|---|---|
| 國中 | 自然科第 2 分野「自然界的平衡」「分解者」 | 螞蟻翻動土壤、搬運死昆蟲的內容 |
| 高中 | 基礎生物「生態系」「生物量金字塔」 | 用碳比較重量的圖 2 |
| 高中＋ | 生物「動物的行為」社會性昆蟲 | 因為整個巢一起生活所以數量多的原因 1 |
| 大學 | 生態學・昆蟲學（採集法與外推估計） | 是怎麼數出來的 |
| 研究 | 全球規模的生物量估計 | 樹上、地底的螞蟻，增減的趨勢 |
| ― | 與生活的連結 | 在公園掉了食物屑，螞蟻馬上就來的原因；人行道縫隙裡的堇菜 |
- Schultheiss, P. et al. (2022) The abundance, biomass, and distribution of ants on Earth. PNAS 119(40)
- Bar-On, Y. M., Phillips, R., Milo, R. (2018) The biomass distribution on Earth. PNAS 115(25)
- Hölldobler, B., Wilson, E. O. (1994) Journey to the Ants. Harvard University Press
- 寺山守・久保田敏・江口克之《日本產螞蟻類圖鑑》（『日本産アリ類図鑑』），朝倉書店（2014）
※本文是寫給一般讀者的科學解說。文中的數值是為了幫助理解原理的概數與估算。螞蟻的總數和重量都是研究得出的推估值，可能隨著調查進展而改變。