单个基因帮助决定火蚁蚁后数量

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如果进化有一个十大巧妙创新列表,那么复杂的社会行为肯定会名列其中。但到目前为止,还没有人弄清楚基因如何转化为社会互动。《科学》杂志上周在线发表的一份报告可能会改变这一切。佐治亚大学雅典分校的昆虫学家迈克尔·克里格和肯尼斯·罗斯发现,火蚁单个基因的变异似乎决定了一个蚁群会有一个蚁后还是多个蚁后。该基因的产物使昆虫能够对信息素做出反应,这表明一个蚁群中蚁后的数量取决于工蚁是否能在闻到气味时识别出蚁后。

原产于南美的入侵红火蚁Solenopsis invicta有单蚁后和多蚁后两种类型。在美国,这种行为上的差异与基因上的差异有关:携带两个拷贝的Gp-9基因的一种形式或等位基因的工蚁生活在由单个蚁后统治的巢穴中,而那些携带一个拷贝或一对第二种等位基因的工蚁则听命于一个雌性寡头统治。研究人员确定,Gp-9蛋白与蛾类信息素受体最为相似。这种受体使昆虫能够识别自己物种的成员。已知入侵红火蚁S. invicta工蚁会根据潜在产卵蚁后提供的化学线索接受她,因此作者推测,工蚁中两种Gp-9等位基因的分布在很大程度上决定了蚁后统治规模的大小。

作者发现,在阿根廷生活的一系列Solenopsis物种中,也存在相同的作用原理。他们指出,对来自不同蚂蚁的遗传数据进行比较表明,单蚁后蚁群是首先进化出来的。他们补充说,基因组中Gp-9周围区域的其他基因可能也参与调节火蚁的社会组织。“未来对该基因区域基因内容的研究,结合基因产物的生化分析,”他们写道,“有望为社会进化的遗传基础提供新的见解。”

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