Ученые из Университета Мэриленда и Кембриджского университета объяснили, как компромисс между защитой тела и численностью муравьев сформировал одни из самых сложных сообществ на планете и способствовал эволюции насекомых.
Анализ сотен видов муравьев показал, что по мере роста колоний многие муравьи сокращали инвестиции в кутикулу — наружный слой экзоскелета. Он защищает от хищников, высыхания и инфекций и служит опорой для мышц, но его формирование требует большого количества азота и минералов. Эти ресурсы напрямую конкурируют с возможностью производить новых рабочих.
Исследователи использовали 3D-рентгеновские данные более чем по 500 видам и измерили, какую долю тела занимает кутикула. Разница оказалась от 6% до 35% объема. Эволюционные модели выявили связь — чем тоньше защитный слой у рабочего муравья, тем крупнее его колония. Проще говоря, колонии выигрывают, когда отдельная особь обходится «дешевле».
Это снижает индивидуальную выносливость, но в больших сообществах это компенсируется коллективными механизмами. Совместная защита гнезда, разделение труда, координированная охота и социальные способы борьбы с болезнями берут на себя функции, которые раньше решались за счет прочного экзоскелета. Защита смещается с уровня тела на уровень колонии.
Важно и то, что меньшие вложения в кутикулу связаны с более высокими темпами видообразования. Для муравьев это редкая находка. Возможное объяснение заключается в снижении потребности в азоте — такие виды легче выживают в бедных средах и быстрее осваивают новые местообитания.
В итоге отдельные муравьи становятся проще и уязвимее, а общество — многочисленнее и функциональнее. Это наглядный пример того, как эволюция может усиливать систему за счет ослабления ее элементов, и как ставка на количество меняет правила выживания.
Ранее Наука Mail рассказывала о том, что муравьи могут стать источником новых антибиотиков.
