در هر زمان معین چند مورچه روی زمین زندگی می‌کنند؟ / رقمی که حداقل بگوییم حیرت انگیز است

به گزارش گروه دانشگاه خبرگزاری دانشجو، سوالاتی در مورد وسعت دنیای ما می‌تواند ما را بی حرف بگذارد. چند ستاره در کهکشان ما چشمک می‌زند؟ چند دانه شن در سراسر صحرا کشیده شده است؟ چند مورچه در زمین پرسه می‌زنند؟

برای مدت طولانی، بیشتر سوالاتی از این دست بی پاسخ به نظر می‌رسید. با این حال، با تکامل روش‌های تحقیق، و با ظهور مدل‌های هوش مصنوعی و یادگیری ماشین، دانشمندان شروع به حل این معما‌ها کرده‌اند که چندی پیش غیرقابل حل به نظر می‌رسیدند.

به نظر می‌رسد زمین عاشق مورچه‌ها است

از آنجایی که تخمین تعداد حشرات می‌تواند بینش‌های مهم اکوسیستم را باز کند، بسیاری از کارشناسان در طول تاریخ سعی کرده‌اند گونه‌های حشرات خاصی را بشمارند و زیستگاه‌های آنها را نقشه‌برداری کنند، با هدف درک اینکه چرا این موجودات در مکان‌های خاصی شکوفا می‌شوند، اما در مکان‌های دیگر کمیاب می‌مانند.

زیست شناسان سابین نوتن و پاتریک شولتایس از دانشگاه جولیوس-ماکسیمیلیان وورزبورگ کار خود را در این مطالعه خاص به یکی از مقاوم‌ترین حشرات طبیعت - مورچه‌ها - اختصاص داده‌اند.

حدود ۲۲۰۰۰ گونه مورچه در سراسر جهان شناخته شده است. موفقیت آنها به ساختار اجتماعی آنها بستگی دارد، اعضای خاصی که تولید مثل را انجام می‌دهند و برخی دیگر بر کار‌هایی مانند مراقبت از فرزندان، شفای بیماران یا جمع آوری غذا تمرکز می‌کنند.

مورچه‌ها هیچ فرماندهی در راس ندارند. آنها به فعالیت جمعی و هوش ازدحام متکی هستند. تک تک نورون‌ها در مغز انسان نمی‌توانند به تنهایی کار زیادی انجام دهند، با این حال قدرت ترکیبی این نورون‌ها شگفت‌انگیز است.

کلونی مورچه‌ها این اصل را منعکس می‌کند. آنها می‌توانند شبکه‌های دنباله دار پیچیده‌ای ایجاد کنند، از بدن خود به عنوان پل استفاده کنند و قارچ‌ها یا شته‌ها را "مزرعه". برخی از مستعمرات حتی در برخی از وظایف شناختی مشترک از انسان‌ها بهتر عمل می‌کنند.

توزیع و تنوع مورچه در زمین

این مطالعه نشان می‌دهد که مورچه‌ها آب و هوای گرمسیری و نیمه گرمسیری را ترجیح می‌دهند. در جنگل ها، بسیاری در میان برگ‌های روی زمین لانه می‌کنند. در مناطق خشک، آنها در سراسر خاک در معرض شلوغی هستند.

این جزئیات به اکولوژیست‌ها کمک می‌کند تا ببینند چگونه دما، پوشش گیاهی و بارندگی ممکن است بر جمعیت مورچه‌ها تأثیر بگذارد.

این تیم امیدوار است که کار‌های بیشتری روی عوامل شکل‌دهنده محل رشد مورچه‌ها انجام شود، به ویژه با تغییر دما در سراسر جهان.

با چنین تعداد بی شماری، مورچه‌ها نتایج مثبت و منفی را به همراه دارند.

آنها می‌توانند اکوسیستم‌ها را با بازیافت مواد مغذی سالم نگه دارند و گاهی اوقات با گیاهان یا حشرات به روش‌هایی که تنوع زیستی محلی را تقویت می‌کنند، اتحاد ایجاد می‌کنند.

اما همه تعاملات خوش خیم نیستند. در مکان‌های خاص، مورچه‌های مهاجم مانند مورچه‌های آتشین به گونه‌های بومی آسیب می‌رسانند.

نفوذ گسترده

مورچه‌ها خاک را حمل می‌کنند، دانه‌ها را جابجا می‌کنند و بسیاری از قسمت‌های اطراف خود را تغییر می‌دهند. در هر هکتار، مورچه‌ها سالانه ۱۳ تن توده خاک را جابجا می‌کنند و این حرکت می‌تواند به چرخه مواد مغذی کمک کند.

عشق آنها به دانه به این معنی است که آنها برخی از گیاهان را بسیار دورتر از دسترس گیاه مادری پخش می‌کنند.

دانشمندان خاطرنشان می‌کنند که درک تعداد مورچه‌ها در سراسر جهان می‌تواند به هدایت استراتژی‌های حفاظتی آینده کمک کند، زیرا مناطقی را که ممکن است برای محافظت از تعادل اکولوژیکی به توجه ویژه نیاز داشته باشند، برجسته می‌کند.

این حشرات علاوه بر گردش خاک، مواد در حال پوسیدگی را نیز تجزیه می‌کنند و خدمات ارزشمندی را ارائه می‌دهند که حاصلخیزی خاک را غنی می‌کند.

بازسازی جنگل اغلب از ریزش مداوم مواد آلی سود می‌برد و مورچه‌ها مشارکت کنندگان اصلی آن هستند. چنین نقش‌های متنوعی به این معنی است که آنها قدرت اکولوژیکی را نامتناسب با اندازه خود دارند.

زمان شمردن مورچه‌های زمین است

تیم خستگی‌ناپذیر دانشمندان به رهبری نوتن و شولتایس، داده‌های ۴۸۹ مطالعه کوچکتر روی مورچه‌های زمین‌نشین و درخت‌نشین را تجزیه و تحلیل کردند تا پایگاه داده بزرگی از جمعیت جهانی آنها ایجاد کنند.

این رویکرد یک نگاه ساختاریافته به محل رشد مورچه‌ها و تعداد آنها ارائه می‌دهد. وقتی آنها اعداد را خرد کردند، چیز قابل توجهی پیدا کردند.

نوتن توضیح می‌دهد: طبق تخمین‌های ما، جمعیت مورچه‌های جهانی ۲۰×۱۰ به توان ۱۵ است - یعنی ۲۰ کوادریلیون حیوان. این عدد ۲۰ با ۱۵ صفر است که درک و درک آن سخت است.

توده ترکیبی این حشرات نیز شگفت انگیز است.

به گفته شولتایس، تعداد کل مورچه‌ها «بیشتر از زیست توده ترکیبی پرندگان وحشی و پستانداران است و با حدود ۲۰ درصد زیست توده بشری مطابقت دارد»، کشفی که نشان می‌دهد مورچه‌ها چقدر می‌توانند در اکوسیستم‌ها در همه جا حیاتی باشند.

مورچه ها، زمین و تغییرات آب و هوایی

با تغییر آب و هوا، دانشمندان می‌خواهند ببینند این موجودات چگونه محدوده خود را تغییر خواهند داد. تحقیق این گروه اولین تلاش در مقیاس بزرگ برای بررسی کمی جمعیت مورچه‌ها بود و به سؤالات باز زیادی در مورد چالش‌های بالقوه اشاره می‌کند.

در حالی که مورچه‌ها در سراسر قاره‌ها رشد کرده‌اند، تغییر ساختار زیستگاه و آب و هوا می‌تواند بر گونه‌هایی که سازگاری کمتری دارند فشار وارد کند.

در برخی مناطق، مردم به مورچه‌ها به عنوان آفت نگاه می‌کنند. با این حال، این حشرات، هنگامی که در تعادل نگهداری می‌شوند، فواید نادیده زیادی را ارائه می‌دهند.

به عنوان مثال، تونل‌های آنها می‌تواند به نفوذ آب در خاک کمک کند. آنها همچنین به عنوان طعمه برای حیوانات مختلف عمل می‌کنند و پیوند‌هایی در زنجیره غذایی ایجاد می‌کنند.

مشکلات معمولاً زمانی به وجود می‌آیند که مورچه‌های مهاجم وارد زیستگاه‌ها می‌شوند و گونه‌های محلی را که هیچ دفاعی در برابر آنها ندارند را بیرون می‌کنند. برای مثال مورچه‌های آتشین می‌توانند کل محیط را به هم بزنند.

چه چیزی برای یادگیری باقی مانده است؟

محققان مشتاق یافتن روش‌هایی برای تجزیه و تحلیل روند‌ها هستند، مانند اینکه چگونه افراط‌های دما ممکن است بر حرکات مورچه‌ها تأثیر بگذارد.

داده‌های پایش جهانی و بلندمدت می‌تواند نشان دهد که گونه‌های مختلف چگونه با خشکسالی، طوفان، یا تغییر فصل کنار می‌آیند. همچنین علاقه مندی به کاوش در مورد چگونگی تغییر حضور مورچه‌ها در زمین‌های کشاورزی در طول زمان وجود دارد.

با حرکت رو به جلو، این تیم بر اهمیت پالایش داده‌های مربوط به این حشرات تاکید می‌کند. با بازبینی اکوسیستم‌هایی که قبلاً مورد مطالعه قرار گرفته‌اند، کارشناسان می‌توانند بفهمند که مورچه‌ها در مناطق جدید مستقر شده‌اند یا مناطق قدیمی‌تر را ترک کرده‌اند.

چنین کار‌های هدفمندی می‌تواند کشاورزان را در مورد کنترل آفات آگاه کند، به مناطقی که در معرض خطر تهاجم گونه‌های مضر مورچه هستند اشاره کند، و تصمیمات مربوط به احیای زیستگاه را راهنمایی کند.

چرا هر کدام از اینها اهمیت دارد؟

مورچه‌ها به ندرت در صدر فهرست موجوداتی هستند که مردم به آنها فکر می‌کنند. با این حال آنها نقش بزرگی در شکل دادن به محیط اطراف ما دارند.

توانایی آنها در تبدیل زیستگاه ها، توزیع مجدد منابع و تأثیرگذاری بر تنوع زیستی محلی نیاز به تحقیقات بیشتر را نشان می‌دهد.

گونه‌های مختلف اغلب وظایف تخصصی دارند، چه مراقبت از شته‌ها یا جعل مسیر‌هایی که موجودات دیگر می‌توانند دنبال کنند.

یادگیری در مورد اعداد مورچه‌ها این تأثیرات را در معرض دید قرار می‌دهد و سرنخ‌هایی در مورد چگونگی حفظ تعادل در مناطق شکننده ارائه می‌دهد.

همچنین تفکر در مورد اینکه چه تعداد از عوامل پنهان اکوسیستم‌های ما را دست نخورده نگه می‌دارند را تشویق می‌کند. اگرچه مورچه‌ها کوچک هستند، اما مسئولیت‌هایی را بر عهده می‌گیرند که در غیر این صورت برای مدیریت به مجموعه‌ای از موجودات دیگر نیاز دارند.

با مطالعه این حشرات، دانشمندان بینش‌هایی در مورد انعطاف پذیری، سازگاری و شبکه پیچیده زندگی که همه چیز را در کنار هم نگه می‌دارد به دست می‌آورند.

مورچه‌ها که اغلب نادیده گرفته می‌شوند، سزاوار جایگاه مرکزی در بحث‌های ما در مورد جهان طبیعی هستند. آنها محیط‌ها را شکل می‌دهند، به توزیع دانه‌ها کمک می‌کنند و از آن چیزی که بیشتر ما تصور می‌کردیم پرجمعیت‌تر هستند.

این حشرات چه به دلیل پیچیدگی اجتماعی خود تحسین شده باشند و چه برای خطرات بالقوه خود مدیریت شوند، این حشرات نشان می‌دهند که چگونه حتی کوچکترین موجودات می‌توانند فرآیند‌های مقیاس بزرگ را تغییر دهند.

مطالعه کامل "فراوانی، زیست توده و توزیع مورچه‌ها در زمین" در مجموعه مقالات آکادمی ملی علوم منتشر شد.