由英國、美國和日本研究人員描述的團隊表明,經典的經濟學問題——平衡質量與數量,在生物學中同樣適用。他們的研究揭示了這一取捨可能塑造了地球上最成功的生物之一——螞蟻的進化。
研究表明,隨著螞蟻社會變得更加複雜和人數增多,它們減小了工蟻的體型並使其成本更有效。
裝甲的成本
在昆蟲中,表皮(即外骨骼)提供了對捕食者、病原體和乾燥的保護,並支持肌肉附著。這層保護層需要相當多的氮和諸如鋅和錳等稀有礦物質。雖然裝甲不足可能意味著單獨一只昆蟲的死亡,但螞蟻已經進化出不同的平衡方式來承擔這些成本。
馬里蘭大學昆蟲學家兼研究的共同作者Evan Economo表示:「在生物學中,有個問題是,當個體所屬社會變得更加複雜時,個體會發生什麼變化。個體本身可能會變得更簡單,因為由單獨生物體完成的生存任務,由集體管理。」
研究人員假設,像螞蟻這樣的社會性昆蟲可能更青睞於群體的利益而非個體需求,因為失去少數個體可能不會對龐大的群體產生重大影響,使得在個體防禦上的大量投資效率低下。為了探索這一點,他們研究了那些擁有龐大專業化勞動力的螞蟻物種是否在工蟻的外骨骼上投入較少。
掃描超級有機體
測試這一假設需要對螞蟻的解剖進行大規模比較研究。「我們與合作夥伴合作,對全球的螞蟻標本和物種進行掃描,以捕捉螞蟻的多樣性,」Economo說。研究小組利用了螞蟻掃描數據庫(Antscan),這是一個全面的全球螞蟻三維X射線顯微斷層成像圖像庫。