A páncél súlya
A rovarok külső váza, a kitinréteg (kutikula) nem csupán olyan páncél, amely megvédi őket a ragadozóktól, fertőzésektől vagy a kiszáradástól, hanem az izmok tapadási pontja is. Azonban ez a védelem komoly anyagi ráfordítást igényel: nagy mennyiségű nitrogén és ritka ásványi anyag, például cink és mangán szükséges hozzá. Ha egy-egy dolgozó hangya páncélján spórolnak, az akár halálos is lehetne, mégis, az evolúció során a hangyák sajátos megoldást találtak.
Nem elhanyagolható tényező, hogy a nagy hangyakolóniák esetében az egyes dolgozók elvesztése nem feltétlenül jelent komoly veszteséget a közösségnek. A táplálék, főleg a nitrogénigényes kitin megspórolása a kolónia egészének érdekét szolgálja – feltéve, hogy elegendő a dolgozók száma. A kutatók azt sejtették, hogy a nagy létszámú, specializált dolgozókra épülő hangyafajok egyre kevesebbet fektetnek egy-egy munkás védelmébe.
A világ hangyáinak 3D feltérképezése
Az elmélet teszteléséhez a kutatócsoport több mint 500 hangyafaj 880 példányának háromdimenziós mikro-CT képeit elemezte az Antscan adatbázisból. Ezeken a nagy felbontású képeken pontosan mérni tudták a kitinréteg térfogatát.
A képek feldolgozása hatalmas munka volt, ezért fejlesztettek egy MI-algoritmust, amely automatikusan felismerte és lemérte a hangya kitinjének mennyiségét. Az adatokból kiderült, hogy a kitin a hangya testének 6–35 százalékát is kiteheti, ami óriási eltérés.
A mennyiség diadala
A kutatók ezután annak jártak utána, pontosan mi okozza ezeket a különbségeket. Megvizsgálták, hogy az étrend, a hőmérséklet, a páratartalom vagy a táplálékszerzési szokások hogyan befolyásolják a páncél vastagságát.
Kiderült, hogy a hőmérséklet csupán az esetek 12 százalékában magyarázta a kitinarány változását, az étrend nitrogéntartalma 37 százalékot tett ki, de messze a legnagyobb hatást a kolónia mérete fejtette ki. Azoknál a fajoknál, ahol egy dolgozóra kevesebb kitin jut, jóval nagyobb a kolónia létszáma – és ezek a fajok gyorsabban képesek alkalmazkodni, új élőhelyeket meghódítani.
A kitin mennyiségének csökkenése lehetővé tette, hogy a hangyák áttérjenek a kevésbé tápláló, de bőségesebb forrásokra – ilyen például a mézharmat vagy a virágnektár. Így a hangyák kevesebb nitrogénnel is sikeresen terjeszkedhettek újabb környezetekben.
A közösség ereje
A vizsgálat szerint a hangyák „tömegtermelésre” váltása egyetemesebb biológiai mintát tükröz: ahogyan az egysejtűek fejlettebb, többsejtű szervezetekké alakulnak, úgy válik egy-egy sejt vagy egyed egyszerűbbé – a közös túlélés érdekében.
Ez a társadalmi komplexitás jelensége nemcsak a hangyáknál, hanem bármely más, magas szintű együttműködésben is előfordulhat, legalábbis elméletben. A könnyen pótolható dolgozók annak köszönhetik létüket, hogy nem önállóan szaporodnak – csupán a kolónia, pontosabban a királynő genetikai érdekeit szolgálják.
A „dobható” dolgozók társadalma
Összességében elmondható, hogy a nagy hangyakolóniák sikerének kulcsa abban rejlik, hogy a dolgozók egyenkénti befektetése helyett a közösség száma vált elsődleges szemponttá. Mivel a dolgozók sosem szaporodnak, az evolúció a feleslegessé tehető egyedek irányába tolta el őket – ellentétben például a farkasfalka vagy az emberi társadalmak egyedeinek önálló érdekeivel.
A kutatók szerint további vizsgálatokra van szükség annak feltárásához, hogy az „olcsósítás” milyen mértékben érinti a hangya testének más szöveteit, például az idegrendszert vagy az izomzatot, illetve a genetikai hátteret. Az viszont már bizonyos, hogy a társadalmi komplexitás és az egyéni „eldobhatóság” szoros összefüggésben áll a közösség sikerével – legalábbis a hangyák világában.
