在生物学中，数量权衡是一个基本的经济困境。最近，来自英国、美国和日本的研究团队发现，这个困境可能塑造了蚂蚁的进化轨迹，这使得蚂蚁成为地球上最成功的生物群体之一。研究显示，随着蚂蚁社会的复杂性和数量的增加，它们不仅使工蚁变得更小，还降低了对工蚁的投资。

　　在昆虫界，外骨骼（即角质层）为保护屏障，抵御捕食者、病原体和脱水，同时提供肌肉附着的结构框架。然而，这种保护是有代价的，建造坚固的角质层需要大量的氮和稀有矿物质，如锌和锰。对于单个昆虫来说，削减外壳可能是致命的，但蚂蚁的进化似乎找到了应对之道。

　　马里兰大学的昆虫学家埃文·埃科诺莫（Evan Economo）表示，社会性昆虫如蚂蚁在角质层上的投资可能更有利于集体而非实例。研究团队发现，拥有大量工蚁的蚂蚁群体，对于每只工蚁的外壳投资较少，这样可以节省资源，让群体能够生产更多的工蚁。

　　为了验证这一假设，研究人员进行了一项前所未有的比较研究，分析了来自全球超过500种蚂蚁的三维X射线扫描数据。研究结果显示，蚂蚁的角质层投资范围从6%到35%不等，投资较少的物种通常拥有更大的群体规模。这一模式在进化模型中持续存在，显示出较低的角质层投资与更高的多样化率之间的关联。

　　研究人员指出，降低每只工蚁的角质层投资可以减少资源成本，并使群体能够依赖集体防御和分工来弥补实例的脆弱性。这种效率可能使蚂蚁能够从高蛋白的猎物饮食转向更丰富但营养价值较低的液体糖源，如蜜露或花蜜。

　　这项研究的结果不仅揭示了蚂蚁进化的潜在模式，还可能反映出社会复杂性进化的普遍趋势。研究团队希望进一步探索蚂蚁的其他组织，如神经系统和肌肉，并研究哪些基因创新促成了从身体结构到数量的转变。

　　研究发表在《Science Advances》期刊。

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