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        研究：?jiǎn)位蝌?qū)動(dòng)螞蟻女王的生殖皇室的進(jìn)化上升
        
			
        
				2018-12-14 15:53:45
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			  來(lái)源：
			
        
		
        
				
		
        
			
        所有的螞蟻都被認(rèn)為是真社會(huì)性的昆蟲(chóng)，群體中的大多數(shù)個(gè)體螞蟻都有自己的生殖潛力來(lái)支持產(chǎn)卵女王。根據(jù)發(fā)表在“科學(xué)”雜志上的一項(xiàng)新研究，這種行為是通過(guò)胰島素信號(hào)傳導(dǎo)和胰島素樣肽2(ilp2)基因的表達(dá)來(lái)調(diào)節(jié)的。
        

        研究：?jiǎn)位蝌?qū)動(dòng)螞蟻女王的生殖皇室的進(jìn)化上升
        

        當(dāng)螞蟻的共同祖先在繁殖和育雛階段之間交替時(shí)，人們認(rèn)為社會(huì)螞蟻常見(jiàn)的嚴(yán)格生殖角色反映了祖先的社會(huì)生命周期。
        

        最終，這種循環(huán)生殖行為適應(yīng)了今天所見(jiàn)的有卵母細(xì)胞和育種工作者的固定角色。
        

        然而，社會(huì)性及其遺傳基礎(chǔ)的起源仍然不明確，留下了關(guān)于什么允許女王產(chǎn)卵但是阻止工人這樣做的公開(kāi)問(wèn)題。
        

        “我們想知道：是什么讓女王產(chǎn)蛋和工人無(wú)菌?”洛克菲勒大學(xué)教授Daniel Kronauer說(shuō)，該研究的共同主要作者。
        

        Kronauer教授及其同事首先研究了來(lái)自不同物種的繁殖和非繁殖螞蟻之間基因表達(dá)的差異。
        

        他們發(fā)現(xiàn)ilp2基因 - 編碼肽ILP2，胰島素的螞蟻版本 - 在復(fù)制者中始終被上調(diào)。
        

        “生殖與食物攝入之間存在直接聯(lián)系：如果營(yíng)養(yǎng)狀況非常低，你就無(wú)法生育后代，”Kronauer教授說(shuō)。
        

        接下來(lái)，研究小組研究了胰島素在克隆掠食者螞蟻Ooceraea biroi中的作用。
        

        這個(gè)物種缺乏明顯的女王和工人;所有螞蟻同時(shí)進(jìn)入繁殖階段，然后是育雛階段，昆蟲(chóng)培育幼崽。
        

        階段之間的過(guò)渡由幼蟲(chóng)的存在來(lái)調(diào)節(jié)：當(dāng)新生兒出現(xiàn)時(shí)，螞蟻停止繁殖并轉(zhuǎn)變?yōu)檎疹櫮Ｊ健?/p>

        當(dāng)研究作者在育雛階段去除幼蟲(chóng)時(shí)，成人胰島素產(chǎn)量大幅增加;當(dāng)它們?cè)诜敝称谝胗紫x(chóng)時(shí)，胰島素產(chǎn)生減少。
        

        這些結(jié)果表明幼蟲(chóng)的存在抑制了胰島素的產(chǎn)生;如果沒(méi)有足夠水平的這種肽，螞蟻就無(wú)法繁殖。
        

        在另一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)中，科學(xué)家們?cè)谟r期間給螞蟻?zhàn)⑸淞撕铣梢葝u素，導(dǎo)致卵巢激活 - 即使是附近有幼蟲(chóng)。
        

        這一結(jié)果表明，胰島素升高的螞蟻可以在任何時(shí)候覆蓋幼蟲(chóng)線索并繁殖。
        

        “在育雛階段，幼蟲(chóng)的存在通常會(huì)降低成人的胰島素 - 所以他們的卵巢會(huì)關(guān)閉，他們會(huì)照顧幼蟲(chóng)。但是，如果你通過(guò)實(shí)驗(yàn)注射胰島素，你就可以打破這種循環(huán)，“洛克菲勒大學(xué)研究生，聯(lián)合主要作者維克拉姆錢(qián)德拉說(shuō)。
        

        該研究提供了關(guān)于螞蟻如何從孤獨(dú)的生物進(jìn)化為具有專(zhuān)門(mén)種姓的社會(huì)物種的線索。
        

        “首先，胰島素信號(hào)傳導(dǎo)對(duì)幼蟲(chóng)的存在產(chǎn)生了反應(yīng)，導(dǎo)致生殖周期讓人聯(lián)想到在Ooceraea biroi中觀察到的那些，”Kronauer教授說(shuō)。
        

        “這種適應(yīng)性很有道理，因?yàn)檎疹櫤蟠奈浵伇仨殐?yōu)先考慮食物發(fā)現(xiàn)而不是產(chǎn)蛋 - 這兩種行為都被胰島素調(diào)節(jié)。”
        

        “在這個(gè)進(jìn)化階段之后，問(wèn)題就變成了：螞蟻如何突破這個(gè)循環(huán)?”
        

        “由于個(gè)體差異，一些螞蟻會(huì)有自然高水平的胰島素，而其他螞蟻的水平會(huì)很低，”他說(shuō)。
        

        值得注意的是，研究人員在Ooceraea biroi中確切地觀察到了這種變異。
        

        “高胰島素個(gè)體，如胰島素注射的螞蟻，將能夠超越幼蟲(chóng)的線索并持續(xù)繁殖，而低胰島素個(gè)體對(duì)幼蟲(chóng)的存在非常敏感，因此更有可能專(zhuān)注于育雛護(hù)理，”Kronauer教授說(shuō)過(guò)。
        

        “一旦你在殖民地中出現(xiàn)這種不對(duì)稱性，并且群體表現(xiàn)良好，選擇將使胰島素水平進(jìn)一步分開(kāi)。”
        

        “最終的結(jié)果將是兩個(gè)螞蟻 - 工人和女王。”
        
			

			
          
        
			
        
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