這個問題看似有趣又不切實際。但它指出了一個嚴肅的想法：數量和質量之間的緊張關係。新的研究表明，這些相同的權衡也塑造了進化。在復雜動物社會的興起中尤其如此。
螞蟻如何選擇數量而不是力量？
2025 年 12 月 19 日發表在《科學進展》雜誌上的一項研究報告稱，一些螞蟻在組織蟻群時會優先考慮數量而非個體力量。這些螞蟻對每個工蟻的表皮的投入較少。這是外骨骼的堅硬外層。釋放出寶貴的營養物質這些資源可以用來培養更多的工人。研究人員表示，如何創造更多受保護較少的螞蟻，而是使用較少重甲的螞蟻。它已被證明是進化上的成功。這些發現有助於解釋隨著龐大而復雜的社會的發展，個人如何發生變化。包括人類所看到的社會。
“隨著個人生活的社會變得更加複雜，個人會發生什麼，這是一個生物學問題。它需要完成，以便可以由一群人來管理，”資深作者、馬里蘭大學昆蟲學系主任埃文·埃科諾莫說。
在這種情況下，個體可以成為科學家所說的“更便宜”，這意味著他們需要更少的資源來創造，並且可以大量生產。雖然每一個人的體力都稍弱一些。
馬里蘭大學詹姆斯·B·加漢（James B. Gahan）和瑪格麗特·H·加漢（Margaret H. Gahan）教授職位的伊科諾莫說：“到目前為止，這個想法還沒有通過對社會性昆蟲的大規模分析得到明確的檢驗。”
為什麼螞蟻適合研究社會進化？
螞蟻為探索複雜社會如何演化提供了一個異常良好的系統。一個蟻群的成員數量從幾十到幾百萬不等。取決於品種
“螞蟻無處不在，”主要作者、劍橋大學動物學學生阿瑟·馬特博士說。 “但實現大型群體和非凡多樣性的基本生物學策略仍不清楚。”
研究小組提出，蟻群大小可能與螞蟻在角質層上的投入程度有關。
製造盔甲的成本
表皮起著許多重要的作用。它可以保護螞蟻免受捕食者、乾燥和疾病的侵害，還有助於支撐肌肉結構。與此同時，它們的生產成本很高，因為它們需要的營養物質（例如氮和礦物質）有限。創造更厚的角質層需要更多的這些資源。這可能會限制殖民地可以支持的人數。
為了驗證這個概念，研究人員分析了 500 多種螞蟻物種的 3D X 射線掃描的大型數據集。他們測量了身體體積和角質層體積。他們發現，當這些測量結果被輸入進化模型時，對螞蟻身體角質層的投資差異很大，從 6% 到 35% 不等。一個明顯的趨勢出現了：身體角質層較少的動物往往會形成更大的群體。
擁有共同力量的更大殖民地
儘管較薄的角質層使螞蟻個體更加脆弱，但作者認為這種好處可以刺激大型社會的發展。減少的護甲可能對應於其他有益的社會特徵。包括合作獵食、相互巢穴保護和勞動分工，所有這些隨著群體的發展而變得更加明顯。
“為了整體的利益，螞蟻正在減少每隻工蟻對最有營養的組織之一的投資，”馬特解釋道。 “他們正在從自我投資轉向分佈式工作。這導致了一個更加複雜的社會。這是一種反映多細胞進化的模式。合作單位比單細胞更容易個性化。但能力的組合要復雜得多。”
研究人員還發現，對角質層的投資較少與較高的擴散率有關。生物學家經常使用多樣性。這反映了新生命類型的形成頻率是多少？伊科諾莫指出，作為進化成功的標誌，只有少數特徵與螞蟻多樣性相關。這使得這個結果顯得尤為顯著。
為什麼更少的護甲會導致更多的物種？
為什麼角質層投資下降會促進投機尚不清楚。一個關鍵的想法是，營養需求低的螞蟻可以擴展到資源有限的環境中。
“需要更少的氮可以讓它們多樣化並征服新的環境，”馬特說，他在攻讀碩士學位期間開始工作，同時在日本沖繩科學技術研究所的伊科諾莫實驗室實習。
作者還認為，隨著螞蟻社會變得更加複雜，集體巢穴保護和疾病控制等群體層面的保護也減少了穿著重型防彈衣的需要。這可能會形成一個強化循環。較低的角質層投資允許更大的菌落。較大的蟻群也減輕了螞蟻個體強有力的保護帶來的壓力。
“我認為這是柔軟度的演變，”伊科諾莫笑道。 “許多孩子發現並非所有昆蟲都同樣頑強。”
其他社會生物，包括白蟻，可能也遵循類似的進化路徑。儘管這種可能性還需要進一步測試。
螞蟻社會可以教會我們關於人類的哪些知識
這一發現不僅僅對昆蟲有影響。研究人員將其與人類軍事歷史進行了比較。重甲騎士最終被弓箭手、弩手等專業士兵所取代。伊科諾莫還提到了蘭徹斯特定律，這是第一次世界大戰期間制定的數學方程，它決定了何時大量較弱的戰士可以擊敗較小數量的較強者。
“數量和質量之間的權衡無處不在，體現在你吃的食物、你讀的書和你想養育的後代中，”馬特說。 “追踪螞蟻在漫長的進化史上的組織方式是很有趣的。我們看到了不同方向的後代。它們受到不同的限制和環境的影響。最終形成了我們今天觀察到的非凡多樣性。”
論文《廉價勞動力的進化促進了大規模社會並加速了螞蟻的多樣化》發表在該雜誌上。 科學進步 2025 年 12 月 19 日
這項研究得到了沖繩科學技術研究所的支持。日本學術振興會 KAKENHI (24K01785) 劍橋大學和香港研究基金理事會的普通研究基金 2022/2023 (17121922)。本文並不一定反映這些組織的觀點。
