کمیت یا کیفیت؟ این انتخابی است که انسانها هر روز با آن روبهرو هستند. ترجیح میدهید یک همتیمی بسیار قوی داشته باشید یا تعداد زیادی همتیمی متوسط که کنار هم کار میکنند؟
یک شوخی معروف میپرسد: «ترجیح میدهی با یک اردک به اندازه اسب بجنگی یا با صد اردک به اندازه اسب؟» هرچند این سؤال خندهدار است اما به یک مسئله واقعی در طبیعت اشاره دارد.
یک مطالعه علمی جدید نشان میدهد که مورچهها میلیونها سال است با همین انتخاب روبهرو بودهاند. برخی گونههای مورچه با ساخت کلونیهای عظیم و پرجمعیت، متشکل از کارگران سادهتر، به موفقیت رسیدهاند، نه با تکیه بر تعداد کمی کارگر بسیار قوی.
این پژوهش توضیح میدهد که مورچهها چگونه میان حفاظت فیزیکی و اندازه جمعیت تعادل برقرار میکنند و این تعادل چگونه به شکلگیری جوامع پیچیده و گسترش آنها در سراسر جهان کمک کرده است.
مبادله میان کمیت و کیفیت در کلونیهای مورچه
تمرکز این مطالعه بر بدهبستان میان کمیت و کیفیت است. در مورچهها، کیفیت به میزان انرژی صرفشده برای ساخت بدن مقاوم اشاره دارد و کمیت نشاندهنده تعداد کارگرانی است که یک کلونی میتواند تولید کند.
بدن مورچهها دارای یک لایه محافظ بیرونی به نام کوتیکول است. این لایه مانند زره عمل میکند و مورچه را در برابر شکارچیان، خشکشدن و بیماریها محافظت میکند و همچنین نقش مهمی در پشتیبانی از عضلات دارد.
ساخت کوتیکول ضخیم هزینه غذایی بالایی دارد. نیتروژن و مواد معدنی برای این کار ضروری هستند و این منابع اغلب محدودند.
وقتی مواد غذایی بیشتری صرف ساخت زره میشود، تعداد کمتری کارگر میتوانند وجود داشته باشند. در مقابل، وقتی زره نازکتر است، تعداد بیشتری مورچه امکان بقا پیدا میکنند.
پژوهشگران میخواستند بدانند آیا مورچههایی که سرمایهگذاری کمتری روی حفاظت بدنی انجام میدهند، میتوانند کلونیهای بزرگتر و موفقتری بسازند یا خیر.
چرا مورچهها یک مدل ایدهآل برای مطالعه هستند؟
مورچهها یک سیستم قدرتمند برای مطالعه تکامل اجتماعی فراهم میکنند. اندازه کلونیهای آنها از چند ده فرد تا چند میلیون متغیر است. برخی گونهها بر قدرت فردی تکیه دارند و برخی دیگر بر تعداد و همکاری گروهی.
«در زیستشناسی این پرسش وجود دارد که با پیچیدهتر شدن جوامع، چه بر سر افراد میآید. برای مثال، ممکن است خود افراد سادهتر شوند، زیرا وظایفی که یک موجود منفرد باید انجام دهد، توسط کل مجموعه انجام میشود.»
«مورچهها همهجا هستند اما راهبردهای زیستی بنیادی که به شکلگیری کلونیهای عظیم و تنوع شگفتانگیز آنها انجامیده، هنوز بهطور کامل روشن نیست.»
اندازهگیری زره بدن در صدها گونه مورچه
برای آزمودن این ایده، تیم تحقیق بیش از ۵۰۰ گونه مورچه را بررسی کرد. دانشمندان با استفاده از اسکنهای سهبعدی اشعه ایکس، اندازه بدن و حجم کوتیکول را اندازهگیری کردند.
نتایج تنوع چشمگیری را نشان داد. در برخی مورچهها، کوتیکول تنها ۶ درصد از حجم بدن را تشکیل میداد، در حالی که در گونههای دیگر این عدد به ۳۵ درصد میرسید.
پژوهشگران این دادهها را در مدلهای تکاملی قرار دادند. گونههایی با کوتیکول نازکتر اغلب کلونیهای بسیار بزرگتری تشکیل میدادند. این الگو بارها در درخت تکاملی مورچهها تکرار شد.
این نتیجه با یک ایده کلیتر در زیستشناسی همخوانی دارد که تا پیش از این در مقیاس بزرگ و درباره حشرات اجتماعی بهطور مستقیم آزموده نشده بود.
زره کمتر، همکاری قویتر
در نگاه اول، زره نازکتر خطرناک به نظر میرسد. محافظت کمتر به معنای آسیبپذیری بیشتر در برابر شکارچیان و بیماریها است.
اما مورچههایی که در کلونیهای بزرگ زندگی میکنند، به قدرت فردی وابسته نیستند. تغذیه جمعی، دفاع مشترک از لانه و تقسیم کار، خطر فردی را کاهش میدهد.
«مورچهها سرمایهگذاری غذایی روی یکی از پرهزینهترین بافتها را به نفع کل مجموعه کاهش میدهند.»
در این رویکرد، سرمایهگذاری فردی جای خود را به نیروی کار توزیعشده میدهد و در نتیجه، جوامع پیچیدهتری شکل میگیرد. این الگو یادآور تکامل چندسلولی است که در آن واحدهای همکار بهصورت فردی سادهتر اما در مجموع بسیار توانمندتر هستند.
این مطالعه نشان میدهد که زره ضعیفتر به مورچهها کمک کرده کلونیهای بزرگتری بسازند و همین موضوع نیاز به زره قوی را باز هم کاهش داده است.
«میتوان این روند را تکامل انعطافپذیری نامید؛ همه حشرات به یک اندازه مقاوم نیستند.»
تکامل سریعتر و ورود به محیطهای جدید
این پژوهش نشان داد مورچههایی که سرمایهگذاری کمتری روی کوتیکول دارند، نرخ تنوعزایی بالاتری دارند، به این معنا که گونههای جدید در این شاخهها سریعتر شکل میگیرند.
دانشمندان معمولاً تنوعزایی را نشانه موفقیت تکاملی میدانند و ویژگیهای کمی وجود دارند که ارتباط روشنی با این موضوع در مورچهها داشته باشند.
«نیاز کمتر به نیتروژن میتواند انعطافپذیری بیشتری ایجاد کند و امکان ورود به محیطهای جدید را فراهم آورد.»
با نیاز کمتر به منابع، مورچهها میتوانند وارد زیستگاههایی شوند که کیفیت غذا در آنها پایین است.
پیامدهای این یافته فراتر از دنیای مورچهها
یافتههای این تحقیق حتی به تاریخ بشر نیز ارتباط پیدا میکند. کلونیهای مورچه با راهبردهای نظامی مقایسه شدهاند. ارتشهای اولیه به نیروهای سنگینزره متکی بودند.
با گذشت زمان، نیروهای سبکتر و تخصصیتر که در تعداد زیاد عمل میکردند، کارآمدتر شدند. قوانین شناختهشدهای در تاریخ جنگ نشان میدهند که چگونه تعداد میتواند بر قدرت فردی غلبه کند.
«بدهبستان میان کمیت و کیفیت همهجا دیده میشود؛ در غذایی که میخورید، در کتابهایی که میخوانید، در تعداد فرزندانی که میخواهید بزرگ کنید.»
بررسی مسیر تکامل طولانی مورچهها نشان میدهد شاخههای مختلف تکاملی تحت محدودیتها و محیطهای گوناگون شکل گرفتهاند و در نهایت به تنوع شگفتانگیزی رسیدهاند که امروز مشاهده میکنیم.
جمعبندی
این پژوهش نشان میدهد که موفقیت همیشه از قویتر بودن به دست نمیآید. در بسیاری از موارد، همکاری در تعداد بیشتر، عامل اصلی پیروزی است.
این مطالعه در مجله علمی Science Advances منتشر شده است.
اگر به رفتارهای جمعی در طبیعت علاقه دارید، این مقاله را با دیگران به اشتراک بگذارید یا دیدگاه خود را در بخش نظرات بنویسید.
