科学探索|蚂蚁世界的“多蚁后”新形式会在物种中演化并扩散到其他群体蚂蚁世界的“多蚁后”新形式

来自伦敦玛丽女王大学的科学家们发现，一种新的蚂蚁社会形式在不同的物种间传播。他们发现，在新的社会形式在一个物种中进化后，一个携带新的社会形式指令集的"社会超级基因"传播到其他物种中。这种传播是通过杂交发生的，也就是不同物种的蚂蚁之间的繁殖。这一不太可能的事件提供了一种替代的生活方式，使这类蚂蚁比只拥有原始社会形式的蚂蚁更成功。

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【科学探索|蚂蚁世界的“多蚁后”新形式会在物种中演化并扩散到其他群体】红火蚁是原本只有一个蚁后的蚁群。该团队之前发现，大约100万年前，一种新的社会形式演化出来，这种蚂蚁的殖民地可以有几十个女王。一大段染色体的一个特殊版本被命名为"社会超级基因"，包括使工人接受一个以上的蚁后所需的遗传信息。今天（2022年3月11日）发表在《自然通讯》上的这项新研究分析了365只雄性火蚁的整个基因组或指令集，以研究社会超级基因的进化，并发现这一染色体的相同版本存在于多个火蚁物种中。
由于基因的不相容性，大量的遗传信息在物种间的转移是很罕见的。然而，在这种情况下，拥有多个蚁后的优势压倒了不相容性，而且遗传物质从这种新的社会形式进化的一个来源物种中反复传播到其他物种。多王后的社会形式在几种情况下具有优势。例如，在蚁群环境中，一个多王后的蚁群有更多的工蚁，因此可以胜过只有一个王后的蚁群。此外，如果发生洪水，有多个蚁后的蚁群不太可能因为失去了繁殖能力而消亡。
伦敦大学玛丽皇后学院进化基因组学和生物信息学讲师、艾伦-图灵研究所研究员扬尼克-沃姆博士说。"这项研究揭示了进化创新如何在物种间传播。它还显示了进化是如何在DNA和染色体水平上发挥作用的。发现其他物种可以通过杂交获得一种新的社会组织形式，这是令人难以置信的惊喜。创造多皇后状态的超级基因区是一块大的染色体，包含数百个基因。一个基因组的许多部分以微调的方式进化到一起工作，因此突然有一个与另一个物种的许多基因的不同版本的混合体是复杂的，相当罕见。超级基因的新版本不是像在单皇后群中单纯加入额外的皇后，而是导致工人接受多个皇后。在广泛研究了超级基因和新的社会形式的历史后，我们接下来想确定哪些基因或超级基因区域的哪些部分，导致了这些行为的变化。这也将有助于填补我们对进化过程理解的更多空白" 。
该研究的主要作者，也是伦敦玛丽女王大学的罗德里戈-普拉卡纳补充说："我们的研究表明，对大量野生动物的详细分析可以为进化如何进行提供令人惊讶的新见解。"
玛丽皇后大学的研究小组此前是世界上第一批将大规模DNA测序方法应用于野生昆虫的研究小组之一--这使他们能够发现第一批著名的超级基因之一。
红火蚁原产于南美洲，因其痛苦的刺痛而臭名昭著。其中一个物种在世界其他许多地方都很有名，它的攻击性和高人口密度使它成为一种入侵性害虫。控制这个物种的传播的努力在很大程度上是不成功的，正如它的拉丁名Solenopsis invicta，意思是"无敌的" 。