在生物學中，數量權衡是一個基本的經濟困境。最近，來自英國、美國和日本的研究團隊發現，這個困境可能塑造了螞蟻的進化軌跡，這使得螞蟻成為地球上最成功的生物群體之一。研究顯示，隨著螞蟻社會的複雜性和數量的增加，牠們不僅使工蟻變得更小，還降低了對工蟻的投資。
在昆蟲界，外骨骼（即角質層）為保護屏障，抵禦捕食者、病原體和脫水，同時提供肌肉附著的結構框架。然而，這種保護是有代價的，建造堅固的角質層需要大量的氮和稀有礦物質，如鋅和錳。對於單個昆蟲來說，削減外殼可能是致命的，但螞蟻的進化似乎找到了應對之道。
馬里蘭大學的昆蟲學家埃文·埃科諾莫（Evan Economo）表示，社會性昆蟲如螞蟻在角質層上的投資可能更有利於集體而非個體。研究團隊發現，擁有大量工蟻的螞蟻群體，對於每隻工蟻的外殼投資較少，這樣可以節省資源，讓群體能夠生產更多的工蟻。
為了驗證這一假設，研究人員進行了一項前所未有的比較研究，分析了來自全球超過500種螞蟻的三維X射線掃描數據。研究結果顯示，螞蟻的角質層投資範圍從6%到35%不等，投資較少的物種通常擁有更大的群體規模。這一模式在進化模型中持續存在，顯示出較低的角質層投資與更高的多樣化率之間的關聯。
研究人員指出，降低每隻工蟻的角質層投資可以減少資源成本，並使群體能夠依賴集體防禦和分工來彌補個體的脆弱性。這種效率可能使螞蟻能夠從高蛋白的獵物飲食轉向更豐富但營養價值較低的液體糖源，如蜜露或花蜜。
這項研究的結果不僅揭示了螞蟻進化的潛在模式，還可能反映出社會複雜性進化的普遍趨勢。研究團隊希望進一步探索螞蟻的其他組織，如神經系統和肌肉，並研究哪些基因創新促成了從身體結構到數量的轉變。
研究發表在《Science Advances》期刊。
（首圖來源：pixabay）
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