亚洲湿木白蚁Hodotermopsis sjostedti脱翅蚁串联行走行为的发现及其在进化生物学中的意义

本研究首次系统描述了亚洲湿木白蚁Hodotermopsis sjostedti脱翅蚁的串联行走行为，揭示雌雄个体均可担任领导者角色，且行为受实验容器尺寸影响。通过深度学习姿态追踪技术获取17个体节运动数据，为理解白蚁祖先交配策略演化提供了关键证据，论文发表于《Journal of Ethology》。

　　

在自然界中，社会性昆虫的生态成功往往归功于其庞大的群体规模，但所有群体都始于单个交配对的形成。作为真社会性昆虫的重要分支，白蚁的交配行为多样性在基部类群中尤为显著，然而关于原始白蚁交配策略的研究仍存在大量空白。亚洲湿木白蚁Hodotermopsis sjostedti作为基部白蚁的模型物种，其等级分化机制已被广泛研究，但交配行为始终未被记录。这一知识缺口阻碍了人们对白蚁祖先交配策略演化的理解。

日本冲绳科学技术大学院大学（Okinawa Institute of Science and Technology Graduate University）的研究团队通过实验首次揭示了该物种独特的串联行走行为。研究发现，H. sjostedti的脱翅蚁表现出明显的串联行走现象，且雌雄个体均可担任领导者角色——雌性主导时间更长（混合效应Cox模型χ²₁=8.69，P=0.003），但角色转换频繁发生（平均每对1.1次切换）。实验还发现容器尺寸显著影响行为协调性：在150mm培养皿中，配对个体的移动速度更快（t检验t_12.85=3.82，P=0.002），串联行走更稳定。研究团队采用SLEAP v1.4.0深度学习系统对17个体节（包括触角和腿部）进行姿态追踪，建立了首个该物种交配行为的多节点运动数据库。

研究方法上，团队采集自屋久岛的野生群体在实验室诱导产生有翅蚁，人工脱翅后通过体色标记区分性别。使用两种尺寸培养皿（90mm和150mm）记录30分钟交配行为，以3840×2160分辨率@59.96FPS拍摄。通过U-Net模型实现多动物姿态估计，采用线性插值和中值滤波处理数据缺失与噪声。行为分类基于三个标准：个体间距小于0.6倍体长之和、运动速度>1.213mm/s、航向角差<π>

研究结果部分：

1. 行为模式特征：所有观察配对均表现出串联行走，雌性主导时间占比更高（图1B）。

   
   显示雌雄领导状态的典型姿态。

2. 容器尺寸效应：大容器中串联事件持续时间更长（Cox模型χ²₁=2.17，P=0.14），运动速度提升23.5%（图1D）。

3. 运动学数据：首次获得包含触角基部/尖端等17个身体部位的运动轨迹，揭示跟随者通过触角接触维持串联的精细调控机制。

讨论指出，这一发现具有三重重要意义：首先，证实串联行走存在于非Kalotermitidae的基部白蚁中，支持该行为是白蚁祖先特征的假说；其次，揭示Hodotermopsidae与近缘类群Zootermopsis存在显著行为分化，修正了传统分类学假设；最后，实验证明行为学研究需考虑容器尺寸效应，这对大型白蚁物种尤为重要。研究建立的深度学习追踪方法为比较行为学提供了新工具，相关数据已开源（Zenodo DOI:10.5281/zenodo.16571032）。该成果为理解真社会性昆虫交配策略的演化提供了关键证据链，未来需通过多群体采样验证行为的种内稳定性。