《當(dāng)代生物學(xué)》:闡明群居寄生螞蟻的進(jìn)化
時(shí)間:2025-11-23 11:12:18 來源:桑間濮上網(wǎng)

克隆突襲蟻的混合群體,包含類似蟻后的生物生螞突變體,具有退化的學(xué)闡鎮(zhèn)江同城上門外圍上門外圍女(微信189-4469-7302)提供頂級外圍女上門,伴游,空姐,網(wǎng)紅,明星,可滿足你的一切要求翅膀或翼根。年長的明群工蟻是深棕色的,而淺色的居寄進(jìn)化工蟻才出生幾天。Credit: Daniel Kronauer
(神秘的當(dāng)代地球uux.cn)據(jù)美國物理學(xué)家組織網(wǎng)(by Rockefeller University):眾所周知,螞蟻是生物生螞勤奮的工作者,不知疲倦地完成分配給它們的學(xué)闡任務(wù)——覓食、哺育幼蟲、明群挖掘隧道、居寄進(jìn)化整理巢穴。當(dāng)代但事實(shí)上,生物生螞有些人完全是學(xué)闡游手好閑。這些稀有物種被稱為無工蜂的明群社會寄生蟲,它們只作為蟻后存在,居寄進(jìn)化沒有工蜂照顧它們,它們就會死去。鎮(zhèn)江同城上門外圍上門外圍女(微信189-4469-7302)提供頂級外圍女上門,伴游,空姐,網(wǎng)紅,明星,可滿足你的一切要求為了生存,寄生螞蟻會潛入一個由親緣關(guān)系很近的螞蟻組成的群體,在那里,只要它們保持相對較低的數(shù)量,它們和它們的后代就會成為群體中的休閑階層。
長期以來,人們一直認(rèn)為這些懶惰的昆蟲可能是在孤立的環(huán)境中,通過一系列的突變,一個接一個地進(jìn)化出了它們的女王特征。現(xiàn)在,洛克菲勒大學(xué)社會進(jìn)化和行為實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家和他們在哈佛大學(xué)的合作者有了一個新理論。正如他們在《當(dāng)代生物學(xué)》上報(bào)道的那樣,他們發(fā)現(xiàn)了類似蟻后的突變體——寄生螞蟻,它們自發(fā)地出現(xiàn)在克隆襲擊螞蟻的群體中,這些螞蟻通常沒有蟻后。
“這種突變體就像其他寄生物種的前身,”該研究的主要作者Waring Trible說。"這是一種理解螞蟻如何進(jìn)化成為社會寄生蟲的新方法."
深入研究這些獨(dú)特螞蟻的遺傳學(xué)可能是更好地理解種姓分化背后的分子機(jī)制的一種方式,或者一只螞蟻如何發(fā)展成為工蟻或蟻后,這些仍然是未知的。它也有助于闡明一般生物的生物發(fā)展。
藏在顯眼的地方
在15,000多種被確認(rèn)的螞蟻物種中,有數(shù)百種被認(rèn)為是社會寄生蟲。寄生螞蟻出生在宿主群體內(nèi),會離開群體,使用性信息素吸引另一個群體的雄性與之交配,一旦懷孕,就會滲透到原來的群體或在附近找到另一個群體。
她經(jīng)常用詭計(jì)來躲過殖民地守衛(wèi)。例如,洗頭蟻會在蟻巢入口外抓幾只螞蟻,舔舐它們以獲得蟻群標(biāo)志性的化學(xué)氣味,然后舔舐全身以將其轉(zhuǎn)移到自己的身體上。在化學(xué)物質(zhì)的掩蓋下,她可以溜進(jìn)去度過她的一生,并繁殖新的蟻后和在群體外交配的雄蟻。雄性死去,蟻后又開始新的一輪。
由于它們的獨(dú)特性,自查爾斯·達(dá)爾文以來,生物學(xué)家們對它們進(jìn)行了廣泛的研究,但在它們進(jìn)化的主流理論中仍有一個癥結(jié),洛克菲勒大學(xué)斯坦利·s和悉尼·r·舒曼副教授兼實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)人丹尼爾·克羅納爾說。
它們與宿主關(guān)系密切,但如果它們必須隨著時(shí)間的推移獲得這些寄生特征,它們就需要在繁殖過程中被隔離,否則與宿主雜交會洗掉它們獨(dú)特的特征。但是沒有人在野外發(fā)現(xiàn)中間進(jìn)化的螞蟻——它們有一些社會寄生蟲的特征,但沒有其他的,Kronauer說。
當(dāng)類似蟻后的螞蟻在2015年突然出現(xiàn)在克隆襲擊者螞蟻中時(shí),正在研究種姓分化背后的遺傳機(jī)制的特里布爾注意到了這一點(diǎn)。由于克隆突襲蟻通常沒有蟻后,并且無性繁殖,蟻后樣的突變體脫穎而出:它們生來就有翅膀、更大的眼睛和卵巢,成年后對勞動表現(xiàn)出普遍的冷漠。
但事實(shí)證明它們并不新鮮——它們已經(jīng)在密集的群體中隱藏了多年,這些群體的數(shù)量掩蓋了它們的存在。基因分析顯示,它們已經(jīng)變異,存在于首次發(fā)現(xiàn)它們的蟻群中——這是一個由其他正常螞蟻組成的群體,克羅瑙爾于2008年在日本沖繩收集了這些螞蟻,它們?nèi)匀簧钤趯?shí)驗(yàn)室中。這是一個線索,寄生蟲螞蟻入侵的典型故事可能需要重新思考。
研究人員隨后進(jìn)行了一系列實(shí)驗(yàn)和基因分析。第一批實(shí)驗(yàn)之一是將它們分離出來,看看這種表型是否可以遺傳。因?yàn)榭寺∫u擊者螞蟻無性繁殖,他們不必?fù)?dān)心與其他螞蟻雜交。
女王的突變體產(chǎn)卵,發(fā)育成自己的副本。“我們知道我們有很酷的東西,”克羅納爾說。
他們還測試了行為。完全由類似蟻后的突變體組成的覓食團(tuán)隊(duì)的規(guī)模只有工蟻的一半,而且它們也不太可能試圖招募其他螞蟻來尋找食物。這些行為是工蟻的勤奮和蟻后的依賴之間的一種中介,并允許變異螞蟻避免離開安全的蟻群所固有的危險(xiǎn)。
盡管產(chǎn)卵量是宿主的兩倍,但螞蟻會自我調(diào)節(jié)自己的數(shù)量。只要它們的數(shù)量保持在宿主人口的25%以下,它們就做得很好。超過這個數(shù),他們就有麻煩了。當(dāng)蟻后從蛹中出來時(shí),它們需要工蟻的幫助來釋放它們的翅膀,如果工蟻需要照顧的蟻后太多,它們就會被蛹皮纏住而死去。
“它們似乎有能力調(diào)節(jié)自己的繁殖,這樣它們就不會讓它們的宿主群體滅絕,這對寄生蟲來說是一件非常聰明的事情,”特里布爾說,他曾是克羅納爾實(shí)驗(yàn)室的成員,現(xiàn)在在哈佛大學(xué)經(jīng)營自己的實(shí)驗(yàn)室,研究這些和其他突變體。"這為這些突變體提供了長時(shí)間生存的能力."
荷爾蒙的影響
全基因組測序顯示,寄生蟻后在13號染色體上有一個突變,這在結(jié)構(gòu)上類似于其他螞蟻中調(diào)節(jié)群體社會結(jié)構(gòu)的染色體。這種突變?nèi)旧w似乎包含一個“超基因”,即一組共同作用產(chǎn)生表型的基因。在這種情況下,超基因包含200多個單獨(dú)的基因,其中不成比例的數(shù)量有助于激素的代謝。
這些基因包括編碼細(xì)胞色素p450酶的基因,這些酶是螞蟻和人類合成激素所必需的,并可能在這些極不尋常的突變體的產(chǎn)生中發(fā)揮作用。(這個酶家族可能是任何被警告在服用某些藥物時(shí)不要喝葡萄柚汁的人所熟悉的,因?yàn)槠咸谚种种屏嗣笇λ幬锏慕舛咀饔谩?
Kronauer說,似乎有了這個單一的突變,“它們的形態(tài),更高的產(chǎn)卵量,行為——都可以在一個單一的突變步驟中改變”。
如果是這樣的話,特里布爾說,“這將是一種方式,它實(shí)際上有可能從一個正常的螞蟻?zhàn)兂梢粋€單一物種的寄生蟲。”
這種觀點(diǎn)——一個物種中可能出現(xiàn)兩種截然不同的動物——觸及了螞蟻種姓之謎的核心。因?yàn)闆]有工蟻的社會寄生蟲來自一種影響螞蟻種姓發(fā)展的非常特殊的突變類型,研究蟻后樣突變體有可能揭示仍然未知的分子機(jī)制,這些機(jī)制使螞蟻幼蟲發(fā)展出獨(dú)特的種姓形態(tài)。“它為研究它們的進(jìn)化提供了一個非常全面的框架,”克羅納爾說。
尺寸很重要
特里布爾說,這些發(fā)現(xiàn)還可能導(dǎo)致對包括人類在內(nèi)的所有動物中發(fā)生的被稱為異速生長的重要發(fā)育過程的進(jìn)一步研究。異速生長使生物體的組織與其身體大小成比例。
特里布爾說,其機(jī)制尚不清楚,但理解它們可能與人類生物學(xué)的許多方面有關(guān),包括疾病。或許類女王變種人可以提供一種新的研究途徑。“我們沒有果蠅、老鼠或人類遺傳疾病突變的好例子,以如此戲劇性的方式打破異速生長的標(biāo)度,”他說。
“我們認(rèn)為這種女王般的突變體將成為理解種姓發(fā)展的有力工具,而種姓發(fā)展反過來又是研究這些關(guān)于異速生長如何工作的更大問題的理想模型。”
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