Уведомления
Авторизуйтесь или зарегистрируйтесь, чтобы оценивать материалы, создавать записи и писать комментарии.
Авторизуясь, вы соглашаетесь с правилами пользования сайтом и даете согласие на обработку персональных данных.
Биологи выяснили, почему муравьи стали одними из самых многочисленных существ на планете
Согласно научным данным, на Земле живут 20 квадриллионов муравьев, что составляет примерно 2,5 миллиона муравьев на каждого человека. Ученые давно спорят, почему эти насекомые стали одними из самых многочисленных существ по числу особей. Авторы нового исследования, похоже, нашли ключ к разгадке.
Муравьи (Formicidae) играют важную роль в наземных экосистемах. Они способствуют аэрации почвы, насыщают ее кислородом и улучшают структуру. Кроме того, участвуют в переработке органических веществ и ускорении разложения, помогают в распространении семян растений.
По состоянию на 2025 год описано 15,7 тысячи видов муравьев, что делает их одними из самых многочисленных животных на планете. На самом деле, это число может быть гораздо выше, поскольку многие виды остаются неизвестными науке.
Ученые давно пытаются понять, за счет чего муравьи добились такого доминирования. Размер тела у них небольшой, силы — ограниченные, продолжительность жизни — короткая. При этом муравьиные колонии часто насчитывают тысячи и даже миллионы особей и действуют как единый организм. Может быть, именно такой социальный образ жизни стал одним из важнейших факторов, обеспечивших широкое распространение муравьев?
Каждый муравей в системе — отдельный «продукт», на выращивание которого колония тратит ресурсы. Как и в любой производственной цепочке, здесь возникает классический экономический вопрос: что выгоднее — вложиться в небольшое количество крепких и надежных «единиц» или же сделать ставку на массовое производство более слабых и дешевых?
Для муравья главная «броня» и каркас — его внешний скелет, кутикула. Это многослойная структура из хитина и белков, которая защищает от механических повреждений, потери влаги и инфекций. Но такая броня обходится дорого. Хитин — это азотсодержащий полисахарид. Таким образом, азот — обязательный элемент для синтеза кутикулы. Проблема в том, что азот часто ограничен в окружающей среде в доступной для живых организмов форме, то есть для муравьев он всегда на вес золота.
Если у вида муравьев генетически заложена толстая и прочная кутикула, на формирование каждого рабочего или солдата уходит больше ресурсов. Личинки в таких колониях с самого начала развиваются так, что их внешний скелет требует больших затрат азота. В результате колония физически не может вырастить много рабочих — ресурсов просто не хватает. У видов с более тонкой кутикулой все устроено иначе. Их личинки формируют менее массивную оболочку, каждая особь обходится дешевле, и колония способна прокормить и вырастить гораздо больше особей.
В 2017 году команда мирмекологов под руководством Кристиана Питтерса (Christian Peeters) из Парижского университета изучила толщину кутикулы у 42 видов муравьев. Ученые обнаружили, что у одних видов «броня» была толщиной менее одного микрона — как толщина многих бактерий; у других — почти в 100 раз толще, достигая толщины человеческого волоса.
Питтерс и его коллеги выдвинули смелую гипотезу: возможно, для некоторых видов эволюция «сэкономила» на индивидуальной защите особей, чтобы иметь возможность производить их в гораздо больших количествах. Это и могло стать эволюционным путем к созданию гигантских суперколоний. Однако проверить идею на больших данных тогда не удалось — руководитель исследования умер, вследствие чего проект приостановили.
Международная группа исследователей, возглавляемая Артуром Матте (Arthur Matte) из Кембриджского университета в Великобритании, продолжила дело коллег и выяснила, что они были правы. Ученые не просто подтвердили гипотезу Питтерса, а поняли, как экономическая стратегия муравьев повлияла на всю их эволюционную историю.
Матте вместе с командой разработали специальные компьютерные алгоритмы на основе компьютерного зрения. Эти программы научились автоматически анализировать трехмерные микротомографические снимки муравьев и с высочайшей точностью измерять толщину их кутикулы. В качестве материала исследователи использовали оцифрованную коллекцию Antscan — обширную базу данных, созданную предыдущей командой.
В итоге ученые получили точные данные по 880 образцам, принадлежащим 507 видам муравьев. Это беспрецедентный по объему массив данных.
Анализ данных показал четкую и однозначную корреляцию. Виды муравьев, которые образуют самые крупные колонии, имеют в среднем гораздо более тонкую кутикулу. При этом дело не в том, что сами муравьи становятся меньше. Рабочие особи могут оставаться крупными, но их «броня» оказывается тоньше и легче.
По словам Матте, в процессе эволюции такие виды сделали выбор между качеством и количеством. На «броню» каждой отдельной особи уходит меньше ресурсов, вместо этого формируется огромная армия исполнителей. Когда рабочих много, между ними распределяются все задачи, и колония в целом начинает работать как более сложный и эффективный единый организм.
Исследователи также проверили, как на толщину кутикулы влияют другие факторы. Оказалось, что климат и диета также влияют на толщину кутикулы, но этот эффект менее выражен, он скорее играет второстепенную роль.
В жарком климате кутикула в среднем оказалось толще — вероятно, для лучшей защиты от испарения влаги. У хищных видов или тех, кто выращивает грибы в своих муравейниках, например муравьи-листорезы (Atta, Acromyrmex), панцирь также прочнее. У видов, питающихся преимущественно сладкими выделениями тлей, кутикула тоньше. Однако ключевое открытие в том, что связь «большая колония — тонкая кутикула» работает независимо от диеты.
Но самое интригующее открытие ждало ученых впереди. Они сопоставили данные о кутикуле с эволюционным древом муравьев и скоростью видообразования. Оказалось, группы с более тонкой кутикулой не просто образуют большие колонии — они эволюционируют и дают начало новым видам гораздо быстрее.
Ни размер колонии, ни размер тела особей сами по себе не показали такой сильной связи с ускоренным видообразованием. Получается, стратегия «дешево и много» стала не просто социальным преимуществом, а мощнейшим эволюционным двигателем. Она позволила муравьям быстро занимать новые экологические ниши и адаптироваться к разным условиям, что в итоге привело к их сегодняшнему численному господству на Земле.
Таким образом, секрет муравьиного успеха кроется в гениальной простоте эволюционной стратегии. Чтобы завоевать мир, им не понадобилось отращивать когти или вырабатывать яды. Вместо этого они, образно говоря, «похудели» — сократили инвестиции в индивидуальную броню каждой особи. Экономия драгоценного азота позволила направить ресурсы на самое главное — количество. Многочисленные, но более «дешевые» в производстве особи могли строить сложнейшие колонии, эффективно осваивать ресурсы и, что критически важно, быстрее эволюционировать.
Результаты исследования представлены в журнале Science Advances.
Telegram 
Дзен 
VK Коллектив климатологов из Института географии РАН, Института физики атмосферы имени А. М. Обухова РАН и МФТИ разобрал одну из самых загадочных страниц климатической летописи: почему Арктика так резко потеплела в первой половине XX века, причем особенно сильно зимой. Ученые оценили, какую долю в тех температурных скачках могли сыграть «внутренние ритмы» атмосферы и океана Северного полушария и почему ответ меняется в зависимости от того, как именно отделять естественные колебания климата от внешних факторов вроде роста парниковых газов и загрязнения воздуха аэрозолями.
Работа международной команды ученых позволила увидеть, как выглядело лицо знаменитого австралопитека по прозвищу Литтл Фут (Маленькая Стопа) — одного из наших древнейших предков, жившего в Южной Африке более 3,5 миллиона лет назад. Его скелет — самый полный из всех скелетов австралопитеков, когда-либо обнаруженных.
Уже давно в социальных сетях распространяются видеоролики с воющими под музыку собаками. Одни воспринимают такое поведение как случайную реакцию на звук, другие полагают, что за этим скрываются вокальные способности, которые, возможно, собаки унаследовали от своих предков — древних волков. Команда ученых из США решила проверить, действительно ли домашние питомцы различают высоту звука и пытаются подстроить под нее свой голос, или же это просто совпадение, своего рода инстинктивный отклик на мелодию без всякой «музыкальности».
Одна сторона сыплет более дорогими и сложными баллистическими ракетами, другая — относительно дешевыми крылатыми. Но при этом первая на порядок беднее второй. А что у них с технологическим уровнем для наземной войны, и почему, кстати, глава второй избегает даже самого этого слова? Попробуем разобраться в реальных возможностях военных машин сторон потенциально самого опасного конфликта 2026 года.
Запасы лития в России требуют переоценки и могут оказаться в разы выше, чем считалось до 2025 года. Об этом говорится в исследовании «Состояние ресурсной базы критически важных металлов и элементов для развития современных технологий», подготовленном учеными РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина.
Российские ученые из МФТИ с коллегами из Института прикладной математики им. М. В. Келдыша РАН и Института физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН разработали инновационный метод для расчета равновесного распределения несмешивающихся жидкостей в пористой среде. Результаты применения этого метода можно использовать в разработках по повышению нефтеотдачи и гидрологии, а также геологического СО2-хранения.
Астрономы недавно проанализировали базу данных о падающих на Землю объектах и пришли к выводу, что два из них прибыли из межзвездного пространства. Известна не только дата, но и место падения каждого из них.
В ноябре 2025 года при взлете российской ракеты с Байконура к МКС с существенной высоты упала кабина обслуживания 8У216. Поскольку в 2010-х годах из экономии средств у нас отказались от дублирования стартовых площадок, это создало ситуацию временной невозможности пилотируемых полетов. Теперь, всего через три месяца после происшествия, «Роскосмос» смог решить проблему, поставив запасную кабину обслуживания, найденную на складах Минобороны. Весенние пуски к МКС, запланированные ранее, теперь имеют шансы пройти в срок.
«Любить лишь можно только раз», — писал поэт Сергей Есенин, а герои культовых сериалов приходили к выводу, что «настоящая» влюбленность случается в жизни максимум дважды. Однако ни один из этих тезисов не подкреплен научными данными. Американские исследователи подошли к вопросу иначе: опросили более 10 тысяч человек и вывели среднее число сильных влюбленностей, возможных в течение жизни.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии