“同種繁殖”,也就是個體只會繁殖出同一物種的后代,這是根深蒂固的生物學認知!
然而,最近的一項研究刷新了人們對生物繁殖的刻板印象,歐洲一種常見的螞蟻,其蟻后實際上可以產下完全不同物種的兩種雄性后代。
![]()
△ 伊比利亞收獲蟻
這種螞蟻就是伊比利亞收獲蟻(Messor ibericus ),它們的蟻后不僅會產下雄性伊比利亞收獲蟻,也會產下與它們關系不算很近的另一種雄性收獲蟻——工匠收獲蟻(Messor structor)。
相關研究于9月3日發表在《自然》雜志上!
這兩種螞蟻在歐洲部分地區共存,同時伊比利亞收獲蟻的蟻后會和工匠收獲蟻的雄性配對,伊比利亞收獲蟻以這種性寄生的方式制造工蟻。
然而,研究人員發現,在意大利西西里島上,伊比利亞收獲蟻隨處可見,卻沒有發現一個工匠收獲蟻巢穴。
所以,他們對此進行了研究,他們發現在伊比利亞收獲蟻的蟻群中,有兩種外觀截然不同的雄性螞蟻——一種毛發很多,一種則很少。
![]()
△ 左邊是雄性伊比利亞收獲蟻,右邊是雄性工匠收獲蟻
基因分析表明,這兩種長相不同的螞蟻是完全不同的物種,其中有毛的基因上是雄性伊比利亞收獲蟻,而無毛的是雄性工匠收獲蟻。
進一步的研究確定,雄性工匠收獲蟻確實不是來自野外的,它們就是伊比利亞收獲蟻后的后代,因為它們的線粒體DNA(母系遺傳)來自伊比利亞收獲蟻后。
那么有趣的問題是,為什么這種螞蟻會產下兩種雄性螞蟻呢?它們這么做的目的又是什么呢?
螞蟻的繁殖方式
膜翅目社會性昆蟲(螞蟻、蜜蜂),它們的繁殖策略是非常獨特的,它們用于繁殖的雄性是由未受精的卵細胞發育而來的,而所有的受精卵都發育成了雌性,包括永遠不會發育成年的工蟻,以及能夠發育到成年的、用于繁殖的“未來蟻后”。
螞蟻和蜜蜂的“王后”通常一生只配對一次——就是在婚飛的時候,然后它們儲存來自同一物種、其它蟻群的雄性的精細胞,并建立蟻巢。
為了更容易理解,我再簡單說下婚飛吧。
![]()
這是非常有趣的現象,來自不同巢穴的成年雄性(未受精的卵發育而來),以及成年雌性(受精卵發育而來),它們長出翅膀,一起飛出巢穴,集體在空中擇偶。
一旦彼此看對眼,雌雄個體就會在空中完成配對,雄性在配對后很快就會死亡(雄性存在的唯一目的就是配對,它們存在基因缺陷,也做不了其它任何事情),雌性則會儲存精細胞并尋找地方建立新巢穴。
它們利用這些儲存的精細胞來生產受精卵,并發育出工蟻和未來蟻后,同時用自己生產的卵細胞生育出雄性。
您知道這種模式會有什么問題嗎?
其中有一個問題,就是到底哪些受精卵不會發育成成年的雌性(即工蟻),以及哪些能夠發育到成年(即未來蟻后)。
對于一些膜翅目昆蟲來說,有一些特定基因或某一組基因,對個體發育到成年有很顯著的影響(當然也有其它的方式)。
當這些基因在它們種群中傳播時,就會導致蟻群中工蟻和“未來蟻后”的數量顯著失衡——許多受精卵都會發育成熟,工蟻因此變得很少,這對蟻群發展是非常不利的,甚至導致其物種滅絕。
所以,它們需要找到一些方法來防止這種事情發生。
我們今天的主角——伊比利亞收獲蟻找到了一種方法,就是通過和工匠收獲蟻雜交的方式來生產工蟻,以達到未來蟻后和工蟻數量上的平衡。
這是屬于一種非常獨特的性寄生行為。
![]()
大部分性寄生的生物都只是利用其它物種的精細胞或者卵細胞來激發某些激素以便讓自己完成生殖,而不會真正利用其它物種的生殖細胞來雜交。
伊比利亞收獲蟻是真正利用了工匠收獲蟻的生殖細胞,真正制造了雜交后代,只是這些后代都是工蟻,是不會發育成熟的,或者說是不可育的。
相關文獻上并沒有指出,伊比利亞收獲蟻是如何完成性寄生的,但是研究人員發現了它們的蟻后是多次配對的,并不是我們前面提到的那樣一生只配對一次。
所以,我想應該是伊比利亞收獲蟻的蟻后通過某種激素,誘導或者欺騙了那些正在追求自己同類的雄性工匠收獲蟻。
但是,估計它們誘導雄性工匠收獲蟻的效率并不高,或者當它們進入了某些地區后,就會導致它們幾乎不可能有充足的雄性工匠收獲蟻供應。
以至于它們演化出直接利用自己儲存的工匠收獲蟻的精細胞來克隆雄性工匠收獲蟻,以便更高效地獲得雄性工匠收獲蟻。
這個過程和我們馴化農作物非常相似,我們對動植物的馴化也是從野外獲得開始的,然后逐漸自己栽培,伊比利亞收獲蟻最初也是野外獲得雄性工匠收獲蟻,然后逐漸變成自己培養(克隆)。
所以,我看到相關研究的研究人員將其比作“馴化”。
至于它們到底是如何完成隆雄性工匠收獲蟻的克隆的,目前并沒有想過研究指出來。
不過,考慮到蟻后本身就有將未受精的生殖細胞發育成雄性的能力,所以要演化出這種生殖方式,應該不至于太難。
![]()
另一方面,伊比利亞收獲蟻需要和工匠收獲蟻雜交,不一定完全是為了防止特定基因型的“蟻后”生產傾向,它們也可能僅僅只是因為想要“雜交優勢”——以便獲得強大的“工蟻大軍”。
總之,膜翅目昆蟲可能有很多理由會促進不同物種雜交的發生,加上我們前面提到的它們預留的精細胞克隆其它物種的雄性可能并不難。
所以,有理由相信,這種現在被命名為“Xenoparity”(這個就是為描述伊比利亞收獲蟻而創造的,指的是那些需要繁殖不同物種的后代才能完成生命周期的生物。)的全新生物類型,可能是普遍存在的。
最后
伊比利亞收獲蟻和工匠收獲蟻的遺傳關系其實并不算很接近,它們在500萬年前就彼此分離的——分離的時間與人類跟黑猩猩差不多。
但是,兩者卻依然保持了某種聯系,只能說生物的創造力真的難以想象,它們總是能找到別樣的出路。
更有意思的是,這項研究的研究人員將伊比利亞收獲蟻克隆的雄性工匠收獲蟻放入普通真正的工匠收獲蟻巢穴時,盡管這些螞蟻看起來與蟻群中的螞蟻幾乎一模一樣,但它們依然被當做外來入侵者被殺死。
參考:
- https://www.nature.com/articles/d41586-025-02807-0
- DOI:https://doi.org/10.1038/s41586-025-09425-w
特別聲明:以上內容(如有圖片或視頻亦包括在內)為自媒體平臺“網易號”用戶上傳并發布,本平臺僅提供信息存儲服務。
Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.