撰文 | Skin
对社会性动物来说,有一个选择决定了许多物种的演化轨迹:变得更强,还是生得更多?
详细解释一下这个问题:当你处于一个群体中,你希望你的团队是:1.数量较少,但每个成员都很强,还是2. 数量多,但成员能力比较平均?
如果选择1,团队中的尖兵锐将有着强大的战斗力和防御力,一个就能单挑好几个敌人?但如果选择2,也就是成员更多,你的团队将有着更加复杂组织,精细的社会结构和行为,这将助力你们共同抵御敌人入侵和环境波动。
最近的一项研究就发现,在关于质量和数量的权衡中,蚂蚁做出的决定深深地影响了它们的进化轨迹。
蚂蚁在团队质量和数量上是怎么选的?|wiki
昆虫的外骨骼(exoskeleton)是它们的求生之本。外骨骼是肌肉的骨架,也是抵御敌人和寄生虫的盔甲。盔甲越坚固,意味着昆虫越“强大”。在昆虫世界,我们能看到各种各样的盔甲,比如甲虫,它们都有着坚硬外骨骼,但层层的骨片又保证了活动的灵活性。还有些甲虫的壳有鲜艳的颜色和图案,用来警告敌人。
甲虫的外骨骼就有着各种形态和颜色。|wiki
蚂蚁也是如此,几丁质构成的外骨骼连接着蚂蚁的肌肉,精密连接并带动肢体运动,使得蚂蚁可以承受比自身重量大数千倍的力量。照这样说,骨骼越强,个体越强,岂不是一件好事?
不过需要注意的是,强大的外骨骼也是一种生存压力和代价,因为构成坚硬外骨骼需要大量的能量和稀有资源,构成外骨骼需要氮、锌和锰等元素。对整个群体来说,如果个体越强,需要的代谢资源越多,团队中的成员数量就会变少。
在最近发布的一项研究中,研究人员就想搞清这样一个问题:蚂蚁群体如何平衡群体成员的数量和质量,让整个团队变得更强呢?
质量和数量只能选一个的话?你选哪个?|Wiki
不同蚂蚁物种的外骨骼强度有着很大的差异。研究人员搜集了世界各地的蚂蚁物种的解剖结构的三维X射线显微断层扫描图像,然后用AI技术识别和计算出了想要的外骨骼数据。他们发现,蚂蚁们并不遵循同一种策略,不同蚂蚁的外骨骼的覆盖率差别巨大。
所以,不同蚂蚁究竟是如何做出不同选择的呢?又很多因素可能会造成影响,比如较干旱的地区可能需要较厚的表皮,不同的栖息地(地下还是地表)也可能会造成影响。由于变量众多,研究人员就把这些外界因素输入模型,看看它们究竟是如何影响外骨骼的不同的。这些因素包括饮食(植食性还是杂食性)、温度、湿度和群体数量等。
蚂蚁的外骨骼连接着蚂蚁的肌肉,使得蚂蚁可以精确地移动,并承受很大的压力。|参考资料1
结果发现,温度和饮食都能在一定程度上对蚂蚁外骨骼造成影响,但对模型影响最大的因素就是蚁群的数量。
科学家的模型发现,在外骨骼上“投入”较少,也就是个体不算强大的蚂蚁物种,蚁群规模往往更大。
而且,这些外骨骼更柔软的蚂蚁物种似乎还能更快地进化,对环境有着更强的适应能力。和身披重甲的蚂蚁物种相比,外骨骼较柔软的蚂蚁物种不需要大量的氮来源,在食物上的选择就更丰富一些。
研究表明,“不够强”的蚂蚁物种似乎更能适应环境?|图源网络
在蚂蚁身上,质量和数量的权衡似乎就是这样实现的:简单、专业的个体可以组成严密合作的复杂团队。
不过对于其他物种来说,情况是否还一样?就不确定了。因为蚂蚁的社会结构还是比较特殊,蚁群只有一位蚁后,以及大量无法繁殖的工蚁,在此时,工蚁成为了一种服务性的群体——成本较低,可以牺牲。但研究团队认为,像狼和人类这样的动物,有着不同的繁殖原则,情况自然会不同。
不过在报道这篇研究的网站上,看了此项研究的读者们没有联想到人类,而是纷纷讨论起了职场……
参考资料
[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/