解析火蚁社会结构转变机制:自私基因元件与化学通讯的奥秘

【字体: 时间:2025年05月07日 来源:Proceedings of the National Academy of Sciences 9.4

编辑推荐:

  基因和环境共同塑造个体性状,但间接遗传效应(IGEs)常被忽视。研究人员以红火蚁(Solenopsis invicta)为对象,研究少数携带特定基因元件的工蚁诱导蚁群社会结构转变机制。发现化学通讯至关重要,多种信息素参与其中,为理解自私基因元件作用提供新视角。

  社会动物群体,包括人类,无需单一中央领导者就能做出复杂决策。令人惊讶的是,群体中的少数成员有时能影响多数成员接受其偏好,这一现象被称为 “少数派影响”。在红火蚁(Solenopsis invicta)蚁群中,一小部分携带自私基因元件的工蚁会影响巢伴接受同样携带该元件的额外蚁后,使蚁群从单蚁后社会结构转变为多蚁后社会结构。
基因和环境共同塑造个体性状,但由相互作用的同种个体遗传组成产生的间接遗传效应(IGEs)常常被忽视或未得到足够重视。此外,由于表征 IGEs 存在实际挑战,实证研究落后于理论发展。红火蚁因其社会超基因变体(b等位基因)的 IGEs 导致明显的群体水平表型变异(单蚁后(monogyne)和多蚁后(polygyne)社会形式),为研究提供了独特合适的系统。少数携带b的工蚁(Bb基因型)能触发蚁群从单蚁后(每个蚁群一个蚁后)行为转变为多蚁后(每个蚁群多个蚁后)行为。

本研究通过 400 只蚂蚁组成的微型蚁群,探究了这一过程的潜在机制。首先发现,融入蚁群的Bb工蚁降低了宿主BB工蚁对Bb蚁后的攻击性,从而诱导多蚁后现象,这一诱导率与早期使用完整规模(超过 20,000 只蚂蚁)蚁群的实验中观察到的一致。接着证明,不同类型工蚁之间的表皮接触促进了社会结构转变,并证实存在非挥发性表皮信息素,它是这一过程的必要但不充分条件。后续实验表明,多蚁后型工蚁产生的另一种信息素,只有在这些工蚁检测到Bb蚁后时才会释放,这同样是社会结构转变现象完全表达的必要但不充分条件。因此,与蚁群工蚁中b超基因等位基因存在相关的多种信息素成分,似乎参与塑造社会环境,进而通过 IGEs 诱导红火蚁从单蚁后社会转变为多蚁后社会。

相关新闻
生物通微信公众号
微信
新浪微博
  • 搜索
  • 国际
  • 国内
  • 人物
  • 产业
  • 热点
  • 科普
  • 急聘职位
  • 高薪职位

知名企业招聘

热点排行

    今日动态 | 人才市场 | 新技术专栏 | 中国科学人 | 云展台 | BioHot | 云讲堂直播 | 会展中心 | 特价专栏 | 技术快讯 | 免费试用

    版权所有 生物通

    Copyright© eBiotrade.com, All Rights Reserved

    联系信箱:

    粤ICP备09063491号