En kolonn av gröna bladbitar rör sig längs marken i skogen. De ser ut att sväva fram, men under varje bladbit kämpar en myra med att bära hem skörden från skogens trädkronor till sin underjordiska koloni.
Bladbitarna är betydligt större än bladskärarmyrorna som bär dem och väger uppemot sex gånger mer. Det motsvarar att en människa på 80 kilo skulle bära cirka ett halvt ton.
När det kniper kan den här syd- och centralamerikanska myrarten bära upp till 50 gånger sin egen vikt, medan andra myrarter kan lyfta föremål som väger hela 1 000 gånger mer än de själva.
Med sina starka muskler och sin kraftiga nacke kan vissa myror lyfta upp till 1 000 gånger sin egen vikt.
Myrans kropp är perfekt anpassad för att lyfta tunga föremål, en förmåga som dessa sociala insekter har använt för att bygga upp avancerade myrsamhällen runtom i världen.
Nu har en japansk-fransk forskargrupp avslöjat hemligheten bakom myrans extrema krafter. Forskarna har skannat och analyserat arbetarmyrornas muskler, och deras studier tyder på att myrans styrka är ett direkt resultat av att dess förfäder offrade vingarna, vilket gav plats åt andra muskler. I gengäld fick myran kraft att erövra hela jorden.
Myran är biets vinglösa kusin
Myran är en av de stora framgångshistorierna i djurlivets historia. Sin blygsamma storlek till trots utgör myrorna 15–20 procent av den totala biomassan av landlevande djur.
Myrans ursprung kan spåras tillbaka till den geologiska perioden jura. Fossilfynd tyder på att de första myrorna levde för 140–168 miljoner år sedan, då dinosaurierna härskade på jorden. Då var växtlivet betydligt fattigare än i dag och myrornas utbredning var liten jämfört med i dag.
Först när blommande växter uppstod för cirka 100 miljoner år sedan och försåg ekosystemen med nya näringskällor tog myrornas utveckling verklig fart. Sedan dess har de små insekterna stormat fram och utvecklats till över 14 000 arter. Myror förekommer på alla kontinenter utom Antarktis.
De flesta myror gräver ut högar av jord för att skapa sitt bo i underjordiska gångar. Myrkolonin är ett hierarkiskt samhälle med drottningen överst och arbetarmyrorna längst ner.
De flesta myrarter lever i kolonier långt ner i marken, till exempel bladskärarmyran, vars kolonier sträcker sig ända ner till sex meters djup. Jorden från de många utgrävda gångarna läggs i en hög på marken i skogen.
Andra arter, till exempel hushästmyran, skapar sina bon genom att holka ur trädstammar, medan vävarmyran bygger sina kolonier av blad högt uppe i trädkronorna. Oavsett i vilken miljö myrorna lever är de alla hypersociala insekter med tydlig rollfördelning mellan arbetare, drottning och drönare.
Strikt hierarki i myrstacken
Myrornas framgång bygger på en outtröttlig arbetsmoral och en mycket tydlig arbetsfördelning. I myrstacken vet alla sin plats. Drottningen står överst i hierarkin, medan det är arbetarmyrornas uppgift att skaffa mat, passa avkomman och försvara boet.
1. De äldsta arbetarna skaffar mat
Arbetarmyror beger sig ut för att släpa hem förnödenheter till boet i form av blad, frön och döda insekter. Eftersom detta är myrkolonins mest riskabla uppgift skickas de äldsta myrorna ut att genomföra den. De är både störst och starkast och kan lättast undvaras.
2. Drottningen lägger tusentals ägg
Den viktigaste myran är drottningen, som för det mesta befinner sig i en kammare långt ner i marken, där hon lägger tusentals ägg. Myrdrottningen innehar livslängdsrekordet bland insekterna. Hon lever i genomsnitt 10–15 år.
3. Stugsittare passar avkomman
De yngsta arbetarmyrorna stannar hemma i kolonin, där de städar och passar kolonins avkomma. Arbetarna flyttar nylagda ägg till en särskild förvaringskammare, vårdar nykläckta larver och puppor och bygger ut kolonins gångar.
4. Drönare parar sig en gång och dör
Myrkolonins hanar kallas drönare. Precis som drottningen har de vingar, som de använder för att flyga ut och starta nya kolonier. Deras enda uppgift är att para sig med den nya drottningen. En kort tid efter fullgjort uppdrag dör de.
Arbetarmyrornas oförtrutna insamlande av föda till kolonin påminner om bins insamling av pollen till bikupan. Det är ingen slump.
Myrorna är nämligen nära besläktade med bina och getingarna. De härstammar alla från en getingliknande förfader och tillhör insektsgruppen Hymenoptera. Till skillnad från bin och getingar är det emellertid bara myrdrottningar och drönare som kan flyga. Arbetarmyrorna saknar vingar.
Hittills har forskarna tolkat arbetarmyrornas avsaknad av vingar som en anpassning till myrboets trånga underjordiska gångar, men nya studier har visat att förlusten av vingarna inte bara var ett nödvändigt ont. Faktum är att den är nyckeln till myrornas framgång.
Förlust av vingar omsattes i styrka
Flygande djur kan söka igenom större områden på kortare tid. Därför kan det vara svårt att förstå varför myrorna gjorde avkall på vingarna. Flygning har dock sitt pris.
Hos flygande insekter kan vingmusklerna utgöra mer än hälften av den totala muskelmassan i thorax, insekternas överkropp. Det lämnar betydligt mindre utrymme för andra muskler, som exempelvis stabiliserar och rör på huvudet och benen eller ger stöd åt magen.
Forskare vid japanska Okinawa Institute of Science and Technology Graduate University (OIST) och franska Université Paris-Sorbonne har kartlagt vilken konsekvens förlusten av vingarna har fått för arbetarmyrornas muskler.
20 procent av den totala biomassan av landdjur utgörs av myror.
Med hjälp av avancerad röntgenteknik skannade forskarna arbetarmyrors respektive drottningars anatomi i hög upplösning. Skanningarna gav en detaljerad tredimensionell bild av musklerna i myrornas thorax. Skillnaderna var slående.
I arbetarmyrornas thorax har muskulaturen blivit helt omorganiserad. Tre muskler har blivit större och flera muskelfästen har förändrats. Den muskel som hos drottningar ansvarar för vingarnas rörelser har hos arbetarmyror krympt till en liten, kompakt muskel. Den har optimerats för att ge stöd åt muskelgrupper som rör huvudet, benen och magen.
Förlusten av vingmusklerna har även gett plats åt större nackmuskler och förlängt musklerna som lyfter arbetarmyrans kropp från marken när den släpar på tunga föremål.
Myran gjorde sig av med vingarna och blev brottarstark
Till skillnad från drottningen har arbetarmyran inga vingar. Förlusten av flygförmåga har i stället gett plats åt större muskler, som stärker upp kroppen, nacken och benen och gör myran väl anpassad för tunga lyft.
1. Hudskelett avlastar musklerna
Myrans kropp består av tre delar: huvud, överkropp (thorax) och mage (abdomen). Kroppen är täckt av ett tåligt hudskelett som ger stöd, så att musklerna kan ägna all kraft åt att lyfta tunga föremål.
2. Vingmuskel blev stödmuskel
Hos drottningen upptar vingmuskeln (överst) en stor del av överkroppen. När arbetarmyran gjorde sig av med vingarna frigjordes plats. Hos den har vingmuskeln blivit en kompakt muskel, som ger stöd åt magen och benen.
3. Nackmuskler ger lyftkraft
Förlusten av vingmuskeln har även gett plats åt betydligt större nackmuskler hos arbetarmyran. Nackmusklerna är viktiga, eftersom de stöttar och håller fast huvudet när myran lyfter tunga föremål med käkarna.
4. Benmuskler har växt sig långa
Det extra utrymmet i överkroppen har gjort det möjligt för arbetarmyrans benmuskler att breda ut sig ända till övre delen av thorax. Det ger mer kraft att höja kroppen ovanför marken vid tunga lyft.
Muskelförändringarna är den främsta orsaken till arbetarmyrornas enastående styrka. Tåliga leder som klarar att stå emot extremt tryck och ett hudskelett som ger stöd åt kroppen, så att musklerna kan lägga all kraft på själva lyftet, bidrar också till myrornas närmast övernaturliga styrka.
Arbetarmyror gör gemensamma lyft
De svällande musklerna har gett myrorna den styrka som krävs för att inta alla typer av ekosystem, från torra öknar till tropiska regnskogar – och människors köksskåp. Styrkan hade emellertid aldrig tagit myrorna så långt som den har gjort utan deras enastående samarbetsförmåga.
Kombinationen styrka och samarbete illustreras av arten slank växthusmyra. Denna myrart är specialiserad på att hjälpas åt när tunga fynd behöver bäras till kolonin.
Gemensamma lyft gör det möjligt för myrorna att bära betydligt tyngre föremål, men ändå är det en ovanlig syn i naturen – och det finns det en bra förklaring på. Uppmärksamheten på omgivningarna och reaktionshastigheten minskar nämligen markant för varje extra bärande myra, vilket ökar risken att falla offer för rovdjur.
Myror är en av få djurarter som hjälps åt med tunga lyft. Ny forskning har visat att de alltid låter myran som har anslutit senast leda väg.
Förutom människan och ett fåtal sociala spindlar och dyngbaggar är det bara myror som hjälps åt med lyft. Men eftersom myror lyfter med käkarna förlorar de överblicken när de lyfter stora föremål. Därför har forskarna förvånats över att de klarar av att lösa flyttuppgiften.
Nu har en grupp forskare vid Weizmann Institute of Science i Israel och Centre national de la recherche scientifique (CNRS) i Frankrike undersökt hur arten slank växthusmyra löser gemensamma lyft.
Forskarnas teori var att en av myrorna styrde de övriga, men det visade sig att gruppen alltid gick åt det håll som den myra som anslutit senast ville.
När myror samarbetar om lyft ersätter de varandra efter hand. Då fungerar det bra att låta den senaste myran leda, eftersom den har bäst överblick över omgivningarna.
Barska krigare vårdar sårade
Myror använder inte bara sina superkrafter för att göra gemensamma lyft. Lika samarbetsvilliga som de är när det gäller sina egna, lika fientliga är de mot främlingar. Grannkolonier konkurrerar om födokällor, och de ligger i ständig fejd med varandra.
Myrkrig är i många fall brutala drabbningar på slagfältet, men myrorna kan även annat än att bara spela med musklerna. Tack vare sin avancerade sociala förmåga har de även utvecklat strategier för att lösa konflikter utan dödsoffer.
Honungsmyror äter termiter, och när myror från två olika kolonier stöter på varandra avgör de vem som har rätt till bytet på ett närmast sportsligt manér.
Arbetarmyrorna från vardera koloni samlas i cirklar och ställer sig på bakbenen. Efter denna uppvisning lämnar de mindre myrorna platsen och låter kolonin med störst myror ta termiterna. Större myror kommer i regel från större kolonier och därför är storleksskillnaden en bra indikation på vem som hade gått segrande ur en strid.
Myrors specialisering på krigföring framgår även av det sätt på vilket vissa arter behandlar sina sårade soldater. Det gäller exempelvis när myror av arten Megaponera analis skadas under plundringståg i termitkolonier i Sahara.
Specialiserade sjukvårdarmyror bär då hem sårade kamrater till kolonin, där de tar hand om dem och håller de skadade lemmarna på plats medan de slickar på såret i flera minuter i taget.
En myra bär hem en sårad kamrat från en strid. Myror slickar på skadade myrors sår och får på så vis fler att överleva sina skador.
Behandlingen fungerar. Utan någon behandling alls är risken att en sårad myra dör inom loppet av ett dygn, troligen på grund av infektioner, 80 procent. Behandlade myror löper emellertid bara tio procents risk att dö.
Forskarna som studerade myrorna kunde även konstatera att svårt skadade myror vägrade ta emot hjälp, troligen för att det är viktigare för kolonin att prioritera de myror som har störst chans att överleva.
Grävarbete bra för miljön
Myrornas styrka och flit är inte bara bra för dem själva, utan även för de ekosystem där de lever. En studie gjord av forskare vid engelska University of Exeter fastslår att myrors närvaro ökar den biologiska mångfalden och utbredningen av andra djur i området.
64 ton jord gräver en enda myrart upp på ett 10 000 kvadratmeter stort område på 100 år.
Studien genomfördes i Tyskland, där forskarna testade hur olika kombinationer och populationsstorlekar av vanliga rödmyror och trädgårdsmyror påverkade andra djurgrupper i området.
En av de viktigaste anledningarna till att myror har en så positiv inverkan på andra djur är deras arbete i marken. En stor majoritet av planetens myrarter bygger kolonier i marken, vilket medför stor omblandning när jord från djupa lager i marken förs upp till ytan.
Enorma mängder jord samlas i karakteristiska högar på marken för att ge plats åt myrstackens underjordiska gångar och kammare. Jämfört med andra jordgrävare som termiter, maskar och jordekorrar för myrorna sammanlagt upp större mängder jord.
För att få en inblick i hur mycket jord myrorna drar upp till ytan har forskare följt myrarten Pogonomyrmex badius, som lever i Florida i USA. Mätningarna visade att arten tycks flytta upp 64 ton jord per hektar (10 000 kvadratmeter) till ytan under loppet av 100 år. Och det är bara en enda art!
Det faktum att myror ofta anlägger nya kolonier bidrar i hög grad till att mängden jord blir så stor. Gångarna nere i marken gör att vatten och syre kan tränga djupare ner, vilket påverkar jordens kvalitet och gör den till en bättre livsmiljö för både växter och djur.
Förutom att syresätta marken släpar myrorna även med sig mat och material ner i gångarna, vilket tillför näring till marken och på så vis både förbättrar för andra djur i området och ökar växtligheten. Myrorna är med andra ord en sorts ingenjörer som konstruerar stora underjordiska städer som förbättrar jordens kvalitet och lockar till sig andra arter.
Myrorna gynnar inte bara växtlivet genom att ge näring åt marken, utan också genom att sprida deras frön och äta skadedjur.
Forskare centrifugerar myror
I framtiden kommer myrorna kanske att kunna göra lika stor nytta för vår robotteknik som de gör för världens ekosystem. Forskarna har nämligen fått upp ögonen för att deras styrka är ett mekaniskt underverk, och kanske kommer det att vara möjligt att överföra delar av deras anatomi till små robotar.
Förutom musklerna i överkroppen har forskare undersökt styrkan i myrornas leder, inte minst nackleden. Eftersom myrorna lyfter föremål med sina kraftiga käkar krävs en enorm styrka i nacken för att hålla upp föremål ovanför marken.
För att testa nackens hållbarhet limmade forskarna fast bedövade myrors huvuden i en centrifug och ställde in den på att rotera hundratals varv i sekunden.
Rotationerna skapade en centrifugalkraft som utsatte myrorna för ett enormt högt tryck och pressade kroppen utåt. Eftersom huvudena hade limmats fast hängde emellertid myrorna kvar tills nacken gav efter för centrifugalkraften.
Forskarna var fullt på det klara med att myror tål enorma krafter, men inte ens i sin vildaste fantasi hade de föreställt sig att nacken var så stark och tålig som den faktiskt var.
Vid krafter motsvarande 350 gånger myrornas kroppsvikt började nacken sträckas ut, varefter hela kroppen förlängdes. Kraften behövde emellertid komma ända upp till motsvarande 5 000 gånger myrornas vikt innan nackleden bröts och huvudet skildes från kroppen.
Om forskarna lyckas kopiera hemligheterna bakom myrans styrka kan det kanske bli möjligt att utveckla en armé av små kraftfulla robotar som kan lyfta och flytta gods åt oss lika effektivt som myror.
