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在蚂蚁研究中，蚁后适应性变异受多种因素影响却未明晰。研究人员以黑褐举腹蚁（Cardiocondyla obscurior）为对象，探究母女生活史特征关联及母蚁年龄影响。结果发现二者无显著相关性，且母蚁年龄对后代无影响。该研究为理解蚂蚁进化提供依据。
在奇妙的昆虫世界里，蚂蚁社会一直是生物学家们热衷探索的神秘领域。蚂蚁群体中，蚁后扮演着至关重要的角色，其繁殖能力和寿命直接影响着整个蚁群的兴衰。然而，长久以来，科学界对于影响蚁后适应性变异的遗传和非遗传因素知之甚少。在过去的研究中，虽然部分理论对与适应性相关的性状遗传性有所预测，但实际情况却复杂得多。例如，早期理论认为与适应性相关的性状受遗传变异影响较小、遗传性低，可后续研究发现，许多与适应性相关的性状，像果蝇（Drosophila melanogaster）成年雌性的终生生育力，很大程度上可归因于基因型。在社会昆虫方面，虽然发现了一些超级基因与复杂性状有关，暗示蚁后生育力的变异可能有遗传解释，但仍缺乏对黑褐举腹蚁（Cardiocondyla obscurior）蚁后适应性变异因素的深入研究。而且，亲代效应中的 “兰辛效应（Lansing effect）” 在昆虫中虽有一定研究，但在社会昆虫中却鲜有人涉足。鉴于黑褐举腹蚁蚁后在高龄时仍保持高生育力，且其衰老模式特殊，研究人员迫切需要探究在这种情况下 “兰辛效应” 是否存在。为了解开这些谜团，来自德国约翰内斯?古腾堡大学（Johannes Gutenberg University）和雷根斯堡大学（Universit?t Regensburg）的研究人员 L. M. Jaimes-Nino 和 J. Oettler 开展了一项针对黑褐举腹蚁的研究。他们通过一系列实验，得出了令人瞩目的结论，相关成果发表在《Insectes Sociaux》杂志上，为我们深入了解蚂蚁的遗传和进化机制提供了重要线索。
研究人员主要运用了以下关键技术方法：首先，以在日本采集并在实验室繁殖多代的黑褐举腹蚁为实验对象建立实验群体。其次，通过监测单只蚁后的生育力和寿命，筛选出低生育力和高生育力的母蚁，建立遗传系。然后，对这些母蚁所产的子代蚁后，在标准化的实验条件下监测其生育力和寿命。最后，运用多种统计模型，如负二项分布模型（nbinom2）、Cox 混合效应模型（coxme）等，分析母系遗传对后代生育力和寿命的影响、母女生活史特征的相关性以及母蚁年龄对女儿适应性的影响。
研究结果
- 母系遗传间的差异：研究人员测试了不同母系遗传系子代蚁后的生育力和寿命差异。结果显示，部分母系遗传系在子代蚁后的卵和蚁后蛹产量上存在显著差异，但在子代蚁后的寿命方面，添加母系遗传固定项并未显著改善模型拟合度。这表明不同母系遗传系在子代生育力上有所不同，但对寿命影响不明显1。
- 生育力：研究发现，母蚁和子代蚁后的生育力之间不存在相关性，母蚁所在群体的大小对女儿的生育力也没有显著影响。无论是卵的产量、工蚁蛹的产量，还是蚁后蛹的产量，以及性别比例，都未呈现出明显的关联2。
- 寿命和狭义兰辛效应：母蚁和子代蚁后的寿命之间没有相关性。研究人员通过评估母蚁剩余生殖输出比例对女儿寿命的影响来检测 “兰辛效应”，结果发现该比例对女儿的寿命和母蚁的生育力均无显著影响。此外，母蚁产卵时的年龄与女儿的寿命也未呈现出相关性34。
- 广义兰辛效应：母蚁剩余生殖输出比例对女儿的生育力（包括卵、工蚁蛹和蚁后蛹的产量）没有显著影响。这进一步表明，在黑褐举腹蚁中，母蚁年龄对女儿的适应性特征影响不大5。
研究结论与讨论
综合以上研究结果，研究人员得出结论：黑褐举腹蚁母女的生育力和寿命之间不存在显著相关性，这意味着这些生活史特征的遗传性较低。同时，母蚁年龄对女儿的适应性特征，如生育力和寿命，没有明显影响，这一结果支持了 “Continuusparity” 假说，即蚁后在生命后期仍能产生同样适应性良好的有性后代，这对蚁群的繁衍具有重要意义。从进化角度来看，如果母蚁年龄对后代适应性没有影响，那么蚁后在理论上可以延迟繁殖，等待更有利于蚁群生长的环境条件出现。此外，研究中发现的母系遗传系间的差异，可能源于发育环境的不同、亲代基因型和表型的相互作用等多种因素，但仍需进一步研究。未来，通过交叉养育实验设计等方法，可以更深入地探究遗传因素和环境因素对蚁后适应性的影响。这项研究不仅为我们理解蚂蚁的遗传和进化提供了重要依据，也为后续研究社会昆虫的复杂生物学特性开辟了新的方向，有助于我们更全面地认识生物在进化过程中的适应性策略。
