探秘弓背蚁属新发现:独特腹板腺的奥秘与意义

【字体: 时间:2025年04月22日 来源:Arthropod Structure & Development 1.7

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  在蚂蚁研究领域,弓背蚁属(Strumigenys)以其发达的外分泌系统闻名。研究人员为探究该属蚂蚁外分泌腺的更多奥秘,对 18 种弓背蚁进行研究,发现工蚁和蚁后存在两种新腹板腺。这一发现丰富了对弓背蚁外分泌系统的认知,为昆虫学研究添砖加瓦。

  蚂蚁,作为地球上数量众多且生态意义重大的昆虫类群,一直以来都是生物学家们热衷研究的对象。它们凭借着高度复杂的社会行为和独特的生理结构,在生态系统中扮演着不可或缺的角色。其中,外分泌腺在蚂蚁的生存、交流和防御等方面发挥着关键作用。弓背蚁属(Strumigenys)蚂蚁更是因其拥有极其发达的外分泌系统而备受关注,该属已发现 10 种独特的外分泌腺,这一数量在蚂蚁各属中名列前茅 。然而,尽管已有诸多研究,但关于弓背蚁属外分泌腺的探索仍存在许多未知领域。例如,是否还有未被发现的腺体?这些腺体的具体功能和结构又是什么?这些问题激发了科研人员进一步深入探究的热情。
为了揭开这些谜题,来自多个研究机构的研究人员开展了一项针对弓背蚁属的专项研究。研究人员广泛收集了来自东方、澳大利亚和新热带地区的弓背蚁样本,涵盖了短颚和长颚的不同种类,其中包括S. liukueiensisS. muticaS. rogeriS. solifontis等多种蚂蚁,既有工蚁样本,也有部分蚁后样本。通过细致的观察和分析,研究人员发现了一个令人惊喜的成果:在工蚁和蚁后的第 6 和第 7 腹板前 1/3 下方,存在着两种此前从未被报道过的腹板腺。这一发现意义重大,它进一步丰富了人们对弓背蚁属外分泌系统的认知,为深入研究蚂蚁的生理生态和进化历程提供了新的线索,相关研究成果发表在《Arthropod Structure and Development》杂志上。

在这项研究中,研究人员运用了多种关键技术方法。首先,从自然栖息地采集不同种类弓背蚁的样本(包括工蚁和部分蚁后),并在实验室中建立人工饲养群落,确保研究样本的稳定性和多样性。其次,利用半薄切片技术,对蚂蚁腹部进行纵向切片,以便在显微镜下清晰观察腹板腺的结构。

研究结果如下:

  • 新腺体的发现:通过对几乎所有研究样本的腹部半薄纵向切片检查,发现第 6 和第 7 腹板前 1/3 下方的体壁上皮明显增厚,确认存在两种新的腹板腺。这两种腺体在短颚和长颚的弓背蚁工蚁和蚁后中均有出现,且不受地理区域限制。
  • 腺体结构特征:上皮腺体由立方形至圆柱形细胞构成,细胞具有曲折的侧面细胞膜,存在相互交错和顶端分隔连接,还包含平滑内质网和顶端微绒毛。覆盖腺体区域的外表皮有小的横向凹槽和跨表皮通道。
  • 不同种类中的差异:社会寄生性蚂蚁S. mutica的工蚁中,这些腺体最为发达,但目前尚不清楚其与社会寄生性之间的具体联系。而在S. sauteri的工蚁中,腺体则发育不全或缺失,这可能与该物种在捕获猎物时不使用螫刺的行为有关。

研究结论和讨论部分指出,弓背蚁属作为蚂蚁中物种数量第三多的属,多数为小型隐秘的捕食者,主要以跳虫等小型节肢动物为食,其独特的外分泌系统在捕食和生存中可能发挥着重要作用。此次新发现的腹板腺进一步彰显了弓背蚁属外分泌系统的多样性。虽然目前还无法明确这些新腺体的具体功能,但S. muticaS. sauteri中腺体发育程度的差异,为后续研究腺体功能提供了重要线索。此外,由于弓背蚁属不存在追踪信息素的行为,因此新发现的腹板腺不太可能像其他蚂蚁的腹板腺那样产生追踪信息素。这一研究成果为昆虫学领域关于蚂蚁外分泌系统的研究开辟了新的方向,有助于深入理解蚂蚁的进化适应机制,也为进一步探究昆虫生理生态的奥秘奠定了基础 。未来,研究人员有望围绕这些新发现的腺体,开展更多深入研究,从而揭开更多关于弓背蚁属乃至整个蚂蚁类群的神秘面纱。

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