Τα μυρμήγκια, αυτά τα σχεδόν αόρατα πλάσματα που αριθμούν περίπου 20 τετράκις εκατομμύρια σε όλο τον πλανήτη, αποκαλύφθηκαν πρόσφατα σε μια εντελώς νέα διάσταση κυριολεκτικά
Μια διεθνής επιστημονική ομάδα κατάφερε να δημιουργήσει μια εντυπωσιακή συλλογή από τρισδιάστατες απεικονίσεις σε μικρομετρική κλίμακα, που αποτυπώνουν τόσο το εσωτερικό όσο και τον εξωσκελετό 800 ειδών μυρμηγκιών από τα 14.000 είδη που είναι γνωστά, μια πραγματική «βιβλιοθήκη ζωής». Το επίπεδο λεπτομέρειας είναι τόσο εντυπωσιακό που ειδικοί το περιγράφουν σαν ένα «one-stop shop» για όποιον θέλει να μελετήσει τη μορφολογία αυτών των ζωντανών οργανισμών.
Το αποτέλεσμα αυτής της δουλειάς παρουσιάστηκε στο επιστημονικό περιοδικό Nature Methods με το όνομα Antscan. Η βάση αυτή καλύπτει περίπου τα δύο τρίτα όλων των γενών μυρμηγκιών που είναι μια από τις πιο πολυποίκιλες ομάδες ζώων στον πλανήτη.
Πίσω από αυτή την πρωτοβουλία βρίσκονται ο εξελικτικός βιολόγος Evan Economo και ο εντομολόγος Julian Katzke, οι οποίοι ξεκίνησαν το έργο το 2019 στο Ινστιτούτο Επιστήμης και Τεχνολογίας της Οκινάουα στην Ιαπωνία, με έναν μάλλον ταπεινό στόχο, να σαρώσουν με ακτίνες Χ περίπου 200 είδη μυρμηγκιών συμπληρώνοντας μια παράλληλη προσπάθεια χαρτογράφησης των γονιδιωμάτων τους. Όμως η επιστημονική πραγματικότητα τούς φρέναρε. Με τις κλασικές μεθόδους μικρο-αξονικής τομογραφίας, κάθε μυρμήγκι απαιτούσε έως και 15 ώρες σάρωσης και έτσι το πρότζεκτ έμοιαζε να προχωρά με ρυθμούς… μυρμηγκιού.
{https://www.youtube.com/watch?v=v-joiu4W5y0}
Η ανατροπή ήρθε όταν συνεργάστηκαν με τον Thomas van de Kamp στο Τεχνολογικό Ινστιτούτο της Καρλσρούης στη Γερμανία, όπου χρησιμοποιείται ένας επιταχυντής σωματιδίων τύπου σύγχροτρον. Εκεί, μια εξαιρετικά ισχυρή δέσμη ακτίνων Χ και αυτοματοποιημένα ρομποτικά συστήματα άλλαξαν τα πάντα. Η σάρωση ενός μυρμηγκιού που κάποτε διαρκούσε ώρες, πλέον ολοκληρωνόταν σε μόλις 30 δευτερόλεπτα. Μέσω αυτοματοποιημένης διαδικασίας, κάθε δείγμα παρήγε περίπου 3.000 δισδιάστατες εικόνες ακτίνων Χ, οι οποίες ανασυντέθηκαν σε πλήρη τρισδιάστατα μοντέλα (τομογραφήματα). Μέσα σε μία εβδομάδα εντατικής εργασίας, με βάρδιες όλο το εικοσιτετράωρο και με ένα ρομπότ να τοποθετεί ασταμάτητα το ένα δείγμα μετά το άλλο, σαρώθηκαν σχεδόν 2.200 μυρμήγκια από μουσεία και συλλογές από ολόκληρο τον κόσμο.
Τα δείγματα κάλυψαν 212 γένη, περίπου το 90% της γνωστής ποικιλομορφίας των μυρμηγκιών, δημιουργώντας μια βάση δεδομένων που περιλαμβάνει από γιγαντιαία μυρμήγκια-σφαίρες της Βραζιλίας με το πιο επώδυνο τσίμπημα στον κόσμο των εντόμων, μέχρι εξειδικευμένους μικροσκοπικούς θηρευτές αυγών αράχνης. Και κάπου ανάμεσά τους, παράξενα είδη όπως το λεγόμενο μυρμήγκι «Δράκουλας» της Κορέας ή ένα σπάνιο είδος από το Κονγκό με μάτια που θυμίζουν μέλισσα.
«Η εργασία αυτή μας φέρνει πιο κοντά στην εποχή των μεγάλων δεδομένων για την καταγραφή, ανάλυση και διάχυση της μορφής των οργανισμών», επισημαίνει ο καθηγητής Evan Economo από τη Μονάδα Βιοποικιλότητας και Βιοπολυπλοκότητας του OIST. Το Antscan ενισχύει μια ήδη αναπτυσσόμενη δεξαμενή δεδομένων για τα μυρμήγκια, που περιλαμβάνει χαρτογραφήσεις της παγκόσμιας εξάπλωσης των ειδών (2022) και γονιδιωματικά δεδομένα υψηλής ποιότητας που καλύπτουν τα περισσότερα γένη.
{https://www.youtube.com/watch?v=kd5JiI2Row4&t=2s}
Αυτό που κάνει το Antscan πραγματικά επαναστατικό δεν είναι μόνο η ποικιλία των εντόμων, αλλά η ποιότητα. Οι σαρώσεις δεν αποκαλύπτουν μόνο τον εξωσκελετό, αλλά και το εσωτερικό των μυρμηγκιών, μικροσκοπικούς εγκεφάλους, πυκνά πλέγματα μυών, πεπτικά συστήματα που διατρέχουν το σώμα σαν λεπτές κλωστές και δηλητηριώδεις αδένες. Όλα αυτά χωρίς να χρειαστεί καν να κοπεί ή να καταστραφεί το δείγμα, κάτι που μέχρι σήμερα ήταν απαραίτητο για τέτοιου είδους μελέτες.
Και τα αποτελέσματα δεν είναι μόνο εντυπωσιακά είναι και επιστημονικά πολύτιμα. Σε μελέτη του 2025 στο Science Advances, η ομάδα του Economo έδειξε ότι τα είδη με λεπτότερο εξωσκελετό τείνουν να σχηματίζουν μεγαλύτερες και πιο πολύπλοκες αποικίες. Με άλλα λόγια η προτεραιότητα σε «φθηνότερα» ενεργειακά μυρμήγκια, αντί για πιο βαριά θωρακισμένα και «ακριβά», ευνοεί τη δημιουργία μεγαλύτερων, πιο ανθεκτικών και πιο πολύπλοκων αποικιών.
Η σημασία του Antscan δεν περιορίζεται στην έρευνα. Οι εικόνες μπορούν να αξιοποιηθούν σε κινηματογραφικά γραφικά, σε εκπαιδευτικά προγράμματα ή ακόμα και σε μουσεία. Ο παλαιοντολόγος Daniel Ksepka, για παράδειγμα, χρησιμοποίησε τα δεδομένα για να εκτυπώσει σε 3D γιγαντιαία κεφάλια μυρμηγκιών, στο μέγεθος ενός γκρέιπφρουτ, ώστε το κοινό να κατανοήσει καλύτερα τη μορφολογία τους.
Φυσικά, η τεχνολογία δεν έχει φτάσει ακόμα στο απόλυτο επίπεδο λεπτομέρειας, για παράδειγμα, δεν μπορεί να δείξει μεμονωμένους νευρώνες όπως ένα ηλεκτρονικό μικροσκόπιο. Ωστόσο το μεγάλο πλεονέκτημα είναι ότι τα δεδομένα είναι πλέον προσβάσιμα σε όλους, κάνοντας την επιστήμη πιο «δημοκρατική».
Το επόμενο βήμα; Ακόμη μεγαλύτερη κλίμακα. Ο Economo και η ομάδα του φιλοδοξούν να επεκτείνουν τη μέθοδο πέρα από τα μυρμήγκια, δημιουργώντας μια τεράστια ψηφιακή καταγραφή της βιοποικιλότητας του πλανήτη, με εκατοντάδες χιλιάδες είδη ασπόνδυλων. Δημιουργώντας ένα πλαίσιο όπου κάθε οργανισμός θα μπορεί να εξεταστεί, να αναλυθεί και να κατανοηθεί σε τρεις διαστάσεις. Γιατί, όπως λέει και ο ίδιος, «εκεί έξω υπάρχει ένας ολόκληρος μικροσκοπικός κόσμος που μόλις αρχίζουμε να βλέπουμε».
