螞蟻的瘋狂是基因在作祟分析測試百科網wiki版

發布時間：2023-04-09 15:33 原文鏈接：螞蟻的瘋狂是基因在作祟

黃瘋蟻得名于它們在受到干擾后所做的慌亂動作。

德國美茵茨大學的一項研究稱，這些黃瘋蟻之所以瘋狂還有另一個原因：雄性螞蟻是兩種敵對細胞譜系的混合體。其他生物有時也會形成這樣的嵌合體（通常是一種發育事故），但黃瘋蟻是已知的第一種將這種特性作為生命重要方面的動物。相關研究結果發表于《科學》。

圖片來源：Credit: Stephen Belcher/Nature Picture Library

美國洛克菲勒大學生物學家Daniel Kronauer認為，這是一個無與倫比的生物學領域。

黃瘋蟻是一種臭名昭著的入侵物種，主要分布在東南亞和大洋洲，能對無脊椎動物甚至一些小哺乳動物構成威脅。在澳大利亞圣誕島，黃瘋蟻大量捕殺了該地區特有的紅蟹。

關于黃瘋蟻怪異生物學的第一個線索來自于它們基因組中散布的遺傳標記。雄性黃瘋蟻似乎攜帶了兩個版本的遺傳標記。這是一個令人困惑的特征，因為在大多數螞蟻物種中，雄性螞蟻是由未受精卵發育而來，因此只有一個基因組副本。

一些螞蟻物種偶爾會有“二倍體”雄性，有兩個基因組副本，但這些雄性通常是不育的。德國美茵茨大學進化生物學家Hugo Darras指出，黃瘋蟻的所有雄性都是二倍體，這很奇怪，似乎完全說不通。

為了確定發生了什么，Darras團隊分析了從東南亞收集的黃瘋蟻的單個細胞。他們發現，每個雄性細胞只包含螞蟻基因組的一個版本，但是細胞之間的基因組是不同的。有些細胞擁有存在于蟻后中的譜系，由“R”染色體定義，而其他細胞則攜帶不同基因組的單獨副本，具有“W”染色體。

蟻后的細胞中有兩個W基因組的副本，而不育的雌性工蟻的每個細胞中每個譜系都有一個副本。Darras團隊發現，雄性的嵌合體在螞蟻的種姓制度中起著至關重要的作用。

所有蟻后的卵都攜帶一份R基因組。如果這個卵子與具有R基因組的精細胞受精，就會產生一個蟻后。然而，如果卵子與W型精子受精，有兩種可能的結果：如果兩個含有基因組的細胞核融合，就會形成二倍體工蟻；如果細胞核不融合，卵子就會發育成一個嵌合的雄性，一些細胞攜帶R基因，另一些細胞攜帶W基因。

Kronauer說，黃瘋蟻的嵌合體可能有助于該物種逃避生態系統的能力。蟻后有專門的器官儲存來自多個雄性的精子。這意味著一個單獨的儲存R和W精子的蟻后可以開始一個新的蟻群。

澳大利亞詹姆斯庫克大學生態學家Lori Lach想知道，研究人員是否可以利用它們奇特的生物學特性，來防止小螞蟻種群變成大螞蟻種群。

同時，這一發現也提出了一些問題。目前還不清楚為什么一些精子的核無法與卵子核融合，從而產生嵌合雄性。Durras說，W系細胞中的基因可能起到一定作用，而這種細胞在精子中比例過高。

相關論文信息：https://doi.org/10.1126/science.adf0419

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