سؤالات مربوط به عظمت جهان ما اغلب ما را بی‌کلام می‌گذارند. چند ستاره در کهکشان ما چشمک می‌زنند؟ چند دانه شن در صحرای آفریقا وجود دارد؟ و چند مورچه در سراسر زمین پرسه می‌زنند؟
برای مدت‌ها، چنین سؤالاتی غیرقابل پاسخ به نظر می‌رسیدند. اما با پیشرفت روش‌های تحقیق و ظهور هوش مصنوعی و مدل‌های یادگیری ماشینی، دانشمندان توانسته‌اند به رازهایی پاسخ دهند که تا همین اواخر غیرقابل حل بودند.
زمین عاشق مورچه‌هاست
از آنجا که تخمین تعداد حشرات می‌تواند بینش‌های مهمی درباره اکوسیستم ارائه دهد، بسیاری از دانشمندان در طول تاریخ تلاش کرده‌اند تا تعداد گونه‌های خاصی از حشرات را شمارش کرده و زیستگاه‌های آن‌ها را نقشه‌برداری کنند. هدف آن‌ها درک این موضوع بود که چرا این موجودات در برخی مناطق رونق می‌گیرند و در برخی دیگر نادر هستند.
دو زیست‌شناس به نام‌های سابین نوتن و پاتریک شولت‌هایس از دانشگاه وورتسبورگ آلمان تحقیقات خود را وقف یکی از مقاوم‌ترین حشرات طبیعت – مورچه‌ها – کرده‌اند.
در سراسر جهان حدود ۲۲٬۰۰۰ گونه شناخته‌شده مورچه وجود دارد. موفقیت آن‌ها در ساختار اجتماعی‌شان نهفته است: برخی مسئول تولیدمثل هستند و برخی دیگر وظایفی مانند مراقبت از نوزادان، درمان بیمارها یا جمع‌آوری غذا را بر عهده دارند.
مورچه‌ها فرماندهی ندارند؛ بلکه به فعالیت جمعی و هوش گروهی تکیه دارند. همان‌طور که نورون‌های مغز انسان به تنهایی کاری نمی‌کنند، اما در کنار هم عملکرد شگفت‌انگیزی دارند، کلونی‌های مورچه نیز به همین شکل عمل می‌کنند.
توزیع و تنوع مورچه‌ها روی زمین
مطالعه نشان می‌دهد که مورچه‌ها بیشتر به اقلیم‌های گرمسیری و نیمه‌گرمسیری علاقه دارند. در جنگل‌ها، بسیاری از آن‌ها در بین برگ‌های کف زمین لانه می‌سازند. در مناطق خشک، بر روی خاک باز حرکت می‌کنند.
این داده‌ها به بوم‌شناسان کمک می‌کند تا درک کنند دما، پوشش گیاهی و بارندگی چگونه ممکن است بر جمعیت مورچه‌ها تأثیر بگذارد.
تیم تحقیقاتی امیدوار است مطالعات بیشتری درباره عواملی که بر رشد مورچه‌ها اثر می‌گذارند انجام شود، به‌ویژه با توجه به تغییرات اقلیمی جهانی.
تأثیرات وسیع مورچه‌ها
مورچه‌ها خاک را جابه‌جا می‌کنند، دانه‌ها را پراکنده می‌سازند و بسیاری از جنبه‌های محیط اطراف خود را تغییر می‌دهند. به‌طور متوسط، در هر هکتار، مورچه‌ها سالانه تا ۱۳ تن خاک را جابه‌جا می‌کنند که به چرخه مواد مغذی کمک می‌کند.
به دلیل علاقه مورچه‌ها به دانه‌ها، برخی از گیاهان را تا فاصله‌های زیادی از گیاه مادر منتقل می‌کنند. این موضوع به گسترش گیاهان در مناطق جدید کمک می‌کند.
مورچه‌ها همچنین مواد پوسیده را تجزیه کرده و خدماتی ارزشمند برای باروری خاک ارائه می‌دهند. احیای جنگل‌ها اغلب به دلیل هم زدن مداوم مواد آلی توسط مورچه‌ها تقویت می‌شود.
زمان شمارش مورچه‌های زمین
تیم پرتلاش دانشمندان، به رهبری نوتن و شولت‌هایس، داده‌های ۴۸۹ مطالعه را درباره مورچه‌های زمینی و درختی تجزیه و تحلیل کردند تا یک پایگاه داده جهانی از جمعیت مورچه‌ها تهیه کنند.
نتایج حیرت‌انگیز بود:
«بر اساس برآوردهای ما، جمعیت جهانی مورچه‌ها حدود ۲۰ کوادریلیون (۲۰٬۰۰۰٬۰۰۰٬۰۰۰٬۰۰۰٬۰۰۰) است. عددی که تصور آن دشوار است.» – سابین نوتن
اما فقط تعداد نیست که حیرت‌انگیز است؛ جرم زیستی آن‌ها نیز قابل توجه است. طبق گفته شولت‌هایس، جرم کل مورچه‌ها از مجموع جرم زیستی پرندگان و پستانداران وحشی بیشتر است و معادل با حدود ۲۰ درصد از جرم زیستی انسان‌هاست.
مورچه‌ها، زمین و تغییرات اقلیمی
با تغییر اقلیم، دانشمندان می‌خواهند ببینند که این موجودات چگونه محدوده زندگی خود را تغییر خواهند داد. این پژوهش، نخستین تلاش بزرگ‌مقیاس برای بررسی کمی جمعیت مورچه‌ها بود و نشان می‌دهد که چالش‌های بسیاری در این زمینه وجود دارد.
در برخی مناطق، مردم مورچه‌ها را آفت می‌دانند. اما این موجودات، در شرایط تعادل، فواید فراوانی دارند؛ از جمله کمک به نفوذ بهتر آب به خاک و ایفای نقش در زنجیره غذایی به‌عنوان شکار برای دیگر جانوران.
مشکلات زمانی ایجاد می‌شوند که مورچه‌های مهاجم مانند مورچه‌های آتشین وارد زیستگاه‌های جدید شوند و گونه‌های بومی را که دفاعی در برابر آن‌ها ندارند، از بین ببرند.
چه چیزهایی هنوز برای یادگیری باقی مانده‌اند؟
پژوهشگران مشتاقند روش‌هایی را برای تحلیل روندها پیدا کنند؛ مثلاً اینکه افراط‌های دمایی چگونه بر حرکت مورچه‌ها تأثیر می‌گذارند.
داده‌های حاصل از پایش بلندمدت جهانی می‌تواند نشان دهد که گونه‌های مختلف چگونه با خشکسالی، طوفان یا تغییر فصل مقابله می‌کنند. همچنین علاقه‌مندی‌هایی نسبت به بررسی تأثیر تغییرات در زمین‌های کشاورزی بر حضور مورچه‌ها وجود دارد.
مطالعه مجدد اکوسیستم‌های قبلی می‌تواند به دانشمندان بگوید که آیا مورچه‌ها در مناطق جدید مستقر شده‌اند یا زیستگاه‌های قدیمی را ترک کرده‌اند. این اطلاعات می‌تواند به کشاورزان درباره کنترل آفات کمک کند، مناطق در معرض خطر تهاجم گونه‌های مضر را شناسایی کند و راهنمایی‌هایی درباره بازسازی زیستگاه‌ها ارائه دهد.
چرا این موضوع اهمیت دارد؟
مورچه‌ها به‌ندرت در فهرست مهم‌ترین موجودات طبیعت قرار می‌گیرند، اما آن‌ها نقشی بسیار بزرگ در شکل‌دهی به محیط اطراف ایفا می‌کنند.
توانایی آن‌ها در تغییر زیستگاه‌ها، توزیع منابع و تأثیر بر تنوع زیستی محلی، لزوم تحقیق بیشتر درباره‌شان را نشان می‌دهد. گونه‌های مختلف مورچه‌ها وظایف خاصی دارند، مانند مراقبت از شته‌ها یا ایجاد مسیرهایی که سایر موجودات بتوانند از آن‌ها پیروی کنند.
شناخت تعداد مورچه‌ها، اثرات آن‌ها را نمایان می‌سازد و سرنخ‌هایی برای حفظ تعادل در مناطق حساس ارائه می‌دهد. همچنین ما را به تأمل درباره عوامل پنهانی که اکوسیستم‌ها را پایدار نگه می‌دارند، وامی‌دارد.
مورچه‌ها – اگرچه کوچک‌اند – کارهایی را انجام می‌دهند که در غیر این صورت به حضور چندین گونه دیگر نیاز داشت.
نتیجه‌گیری
مورچه‌ها که اغلب نادیده گرفته می‌شوند، شایسته جایگاهی مرکزی در بحث‌های ما درباره طبیعت هستند. آن‌ها محیط‌ها را شکل می‌دهند، دانه‌ها را پخش می‌کنند و جمعیت‌شان فراتر از حد تصور ماست.
چه به خاطر پیچیدگی اجتماعی‌شان آن‌ها را تحسین کنیم و چه به‌دلیل خطرات احتمالی، باید بپذیریم که این حشرات کوچک می‌توانند فرآیندهای عظیمی را در طبیعت دگرگون کنند.
مطالعه کامل با عنوان «فراوانی، جرم زیستی و توزیع مورچه‌ها در زمین» در نشریه Proceedings of the National Academy of Sciences منتشر شده است.
