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撰文 | Skin
對社會性動物來說,有一個選擇決定了許多物種的演化軌跡:變得更強,還是生得更多?
詳細解釋一下這個問題:當你處于一個群體中,你希望你的團隊是:1.數量較少,但每個成員都很強,還是2.數量多,但成員能力比較平均?
如果選擇1,團隊中的尖兵銳將有著強大的戰斗力和防御力,一個就能單挑好幾個敵人?但如果選擇2,也就是成員更多,你的團隊將有著更加復雜組織,精細的社會結構和行為,這將助力你們共同抵御敵人入侵和環境波動。
最近的一項研究就發現,在關于質量和數量的權衡中,螞蟻做出的決定深深地影響了它們的進化軌跡。
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螞蟻在團隊質量和數量上是怎么選的?|wiki
昆蟲的外骨骼(exoskeleton)是它們的求生之本。外骨骼是肌肉的骨架,也是抵御敵人和寄生蟲的盔甲。盔甲越堅固,意味著昆蟲越“強大”。在昆蟲世界,我們能看到各種各樣的盔甲,比如甲蟲,它們都有著堅硬外骨骼,但層層的骨片又保證了活動的靈活性。還有些甲蟲的殼有鮮艷的顏色和圖案,用來警告敵人。
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甲蟲的外骨骼就有著各種形態和顏色。|wiki
螞蟻也是如此,幾丁質構成的外骨骼連接著螞蟻的肌肉,精密連接并帶動肢體運動,使得螞蟻可以承受比自身重量大數千倍的力量。照這樣說,骨骼越強,個體越強,豈不是一件好事?
不過需要注意的是,強大的外骨骼也是一種生存壓力和代價,因為構成堅硬外骨骼需要大量的能量和稀有資源,構成外骨骼需要氮、鋅和錳等元素。對整個群體來說,如果個體越強,需要的代謝資源越多,團隊中的成員數量就會變少。
在最近發布的一項研究中,研究人員就想搞清這樣一個問題:螞蟻群體如何平衡群體成員的數量和質量,讓整個團隊變得更強呢?
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質量和數量只能選一個的話?你選哪個?|Wiki
不同螞蟻物種的外骨骼強度有著很大的差異。研究人員搜集了世界各地的螞蟻物種的解剖結構的三維X射線顯微斷層掃描圖像,然后用AI技術識別和計算出了想要的外骨骼數據。他們發現,螞蟻們并不遵循同一種策略,不同螞蟻的外骨骼的覆蓋率差別巨大。
所以,不同螞蟻究竟是如何做出不同選擇的呢?又很多因素可能會造成影響,比如較干旱的地區可能需要較厚的表皮,不同的棲息地(地下還是地表)也可能會造成影響。由于變量眾多,研究人員就把這些外界因素輸入模型,看看它們究竟是如何影響外骨骼的不同的。這些因素包括飲食(植食性還是雜食性)、溫度、濕度和群體數量等。
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螞蟻的外骨骼連接著螞蟻的肌肉,使得螞蟻可以精確地移動,并承受很大的壓力。|參考資料1
結果發現,溫度和飲食都能在一定程度上對螞蟻外骨骼造成影響,但對模型影響最大的因素就是蟻群的數量。
科學家的模型發現,在外骨骼上“投入”較少,也就是個體不算強大的螞蟻物種,蟻群規模往往更大。
而且,這些外骨骼更柔軟的螞蟻物種似乎還能更快地進化,對環境有著更強的適應能力。和身披重甲的螞蟻物種相比,外骨骼較柔軟的螞蟻物種不需要大量的氮來源,在食物上的選擇就更豐富一些。
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研究表明,“不夠強”的螞蟻物種似乎更能適應環境?|圖源網絡哦
在螞蟻身上,質量和數量的權衡似乎就是這樣實現的:簡單、專業的個體可以組成嚴密合作的復雜團隊。
不過對于其他物種來說,情況是否還一樣?就不確定了。因為螞蟻的社會結構還是比較特殊,蟻群只有一位蟻后,以及大量無法繁殖的工蟻,在此時,工蟻成為了一種服務性的群體——成本較低,可以犧牲。但研究團隊認為,像狼和人類這樣的動物,有著不同的繁殖原則,情況自然會不同。
不過在報道這篇研究的網站上,看了此項研究的讀者們沒有聯想到人類,而是紛紛討論起了職場……
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參考資料
[1]https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adx8068
[2]https://arstechnica.com/science/2025/12/the-evolution-of-expendability-why-some-ants-traded-armor-for-numbers/
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