Metsien pienestä ahertajasta muurahaisesta löytyy monta ulottuvuutta, ja niitä tutkimalla saadaan vastauksia mitä erilaisimpiin kysymyksiin.
Muurahaistutkimus tuottaa uutta tietoa perustavanlaatuisista evolutiivisista kysymyksistä sekä auttaa ymmärtämään luonnon monimuotoisuutta. Tutkimuksesta saatua tietoa voidaan myös soveltaa muille aloille, kuten esimerkiksi matemaattisten ongelmien ratkaisuun.
Muurahaisyhteiskuntien synty on yksi evoluution suurista hyppäyksistä ja edistysaskeleista. Evoluution suuressa hyppäyksessä aiemmin itsenäiset yksiköt muodostavat uuden kokonaisuuden, jolla on yksi yhtenäinen tehtävä. Esimerkiksi monisoluisten eliöiden synty on yksi evoluution suurista hyppäyksistä.
Muurahaispesässä yksilöt ovat erikoistuneet yhteiskunnan eri tehtäviin. Tämä tarkoittaa sitä, että ainoastaan kuningattaret lisääntyvät ja työläiset hoitavat pesän muita tehtäviä, kuten hankkivat ruokaa ja puolustavat pesää. Muurahaisyhteiskunta perustuu yhteistyölle ja tämän takia muurahaiset ovatkin sosiaalisia.
Muurahaiset ihmetyttivät aikoinaan evoluutioteorian kehittänyttä Charles Darwinia, sillä ne eivät näyttäneet noudattavan luonnonvalinnan sääntöjä.
Darwin perusti teoriansa siihen, että ympäristöön parhaiten sopeutuvat yksilöt siirtävät geenejään eteenpäin seuraavaan sukupolveen. Miten siis on voinut kehittyä sellaisten yksilöiden joukko kuten työläiset, jotka eivät lisäänny ollenkaan?
Selityksen Darwinin ongelmaan tarjosi brittiläinen biologi W. D. Hamilton sata vuotta myöhemmin. Hän oivalsi, että toinen tapa edistää omien geenien siirtymistä seuraaviin sukupolviin on auttaa läheisesti sukua olevia yksilöitä lisääntymään.
Auttaminen kannattaa, koska sukulaisilla on samoja geenejä. Näin ollen työläiset siirtävät geenejään eteenpäin auttamalla kuningattariksi kehittyviä.
Trooppisten alueiden eläimistä muurahaisia on jopa 30 prosenttia. Lisäksi niitä esiintyy melkein jokaisessa maailmankolkassa, ja ne osallistuvat olennaisena osana aineiden kiertokulkuun ekosysteemissä.
Monelle saattaa olla yllätys, että suomalaisten metsien kekomuurahaiset ovat nekin uhanalaisten lajien punaisella listalla. Lisäksi usean eri eliölajin elämä on suoranaisesti riippuvainen muurahaisista. Esimerkiksi uhanalainen sinisiipiperhonen talvehtii muurahaispesässä.
Huima esimerkki muurahaisista riippuvaisesta lajirikkaudesta tulee tropiikista. Muurahaista isäntälajinaan käyttävä cordyceps-sieni manipuloi muurahaisen käyttäytymistä. Sieni saa muurahaisen kiipeämään korkeaan paikkaan, jotta se voi tuulen avulla levittää itiönsä.
Kun sieni kuolee, muurahaisesta alkaa kasvaa muita lajeja. Tutkijat ovat löytäneet siitä 25 eri lajia, joista useat ovat maailmalle tuntemattomia.
Muurahaisia on käytetty mallina muun muassa ikääntymisen tutkimuksessa. Useat ikääntymistä käsittelevät tutkimukset tehdään lyhytikäisillä lajeilla laboratorio-olosuhteissa. Ovatko tulokset käyttökelpoisia pitkäikäisillä lajeilla kuten ihminen? Entäpä ovatko tulokset päteviä myös luonnonoloissa? Näitä kysymyksiä voidaan valottaa tutkimalla asiaa muurahaisilla.
Käyttökelpoisen muurahaisesta ikääntymisen tutkimisessa tekee sen pitkäikäisyys. Muurahaiskuningatar voi elää jopa 20-vuotiaaksi. Samat geenit omaavat työläiset sen sijaan elävät ainoastaan vuoden.
Mikä saa aikaan tämän huikean eron yksilöiden iässä? Vastaus saadaan, kun verrataan, mitä geenejä ilmennetään enemmän kuningattaressa kuin työläisessä. Tämä auttaa selvittämään , mitkä ovat ne geenit, jotka saavat aikaan pitkäikäisyyden.
Muurahaisten käyttäytymistä on sovellettu myös matemaattisten ongelmien ratkaisussa esimerkiksi silloin, kun täytyy löytää lyhin reitti usean kaupungin välillä. Mahdollisten reittien määrä kasvaa sitä suuremmaksi, mitä enemmän kaupunkeja matkan varrella on.
Muurahaiset osaavat löytää luonnossa lyhyimmän reitin ruoan luokse. Tämä johtuu siitä, että lyhimmällä reitillä on voimakkain hajujälki. Hajujälki voimistuu joka kerta, kun muurahainen kulkee reitillä.
Lisäksi lyhyen reitin ehtii kulkea useamman kerran kuin pitemmän reitin. Tietoa ovat hyödyntäneet esimerkiksi lentoyhtiöt suunnitellessaan lyhyintä mahdollista reittivalintaa.