單個基因幫助決定火蟻蟻后數量

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如果進化有一個十大巧妙創新列表,那麼複雜的社會行為肯定會名列其中。但到目前為止,還沒有人弄清楚基因如何轉化為社會互動。《科學》雜誌上週線上發表的一份報告可能會改變這一切。佐治亞大學雅典分校的昆蟲學家邁克爾·克里格和肯尼斯·羅斯發現,火蟻單個基因的變異似乎決定了一個蟻群會有一個蟻后還是多個蟻后。該基因的產物使昆蟲能夠對資訊素做出反應,這表明一個蟻群中蟻后的數量取決於工蟻是否能在聞到氣味時識別出蟻后。

原產於南美的入侵紅火蟻Solenopsis invicta有單蟻后和多蟻后兩種型別。在美國,這種行為上的差異與基因上的差異有關:攜帶兩個複製的Gp-9基因的一種形式或等位基因的工蟻生活在由單個蟻后統治的巢穴中,而那些攜帶一個複製或一對第二種等位基因的工蟻則聽命於一個雌性寡頭統治。研究人員確定,Gp-9蛋白與蛾類資訊素受體最為相似。這種受體使昆蟲能夠識別自己物種的成員。已知入侵紅火蟻S. invicta工蟻會根據潛在產卵蟻后提供的化學線索接受她,因此作者推測,工蟻中兩種Gp-9等位基因的分佈在很大程度上決定了蟻后統治規模的大小。

作者發現,在阿根廷生活的一系列Solenopsis物種中,也存在相同的作用原理。他們指出,對來自不同螞蟻的遺傳資料進行比較表明,單蟻后蟻群是首先進化出來的。他們補充說,基因組中Gp-9周圍區域的其他基因可能也參與調節火蟻的社會組織。“未來對該基因區域基因內容的研究,結合基因產物的生化分析,”他們寫道,“有望為社會進化的遺傳基礎提供新的見解。”

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