无论你小时候怎么想,你的兄弟姐妹都和你属于同一物种。这是一条简单的规则,几乎适用于所有动物,包括大多数昆虫,从甲虫到最小的跳蚤和苍蝇。然而,总有例外,即使对于看似基本的生命法则也是如此。
根据本月发表在《自然》杂志上的一篇新论文,伊比利亚收割蚁的母亲,也就是蚁后,可以生育两个独立的物种的后代,产出的兄弟姐妹根本不相似。为了生育未来的蚁后,它们会孕育自己物种(伊比利亚收割蚁,Messor ibericus)的雄性后代;为了生育未来的工蚁,它们会孕育另一个物种(结构收割蚁,Messor structor)的雄性后代。
总的来说,这些繁殖策略代表了一个罕见的案例——有记录的唯一一个——一个物种克隆另一个物种来完成自己的生命周期。
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复杂的蚁群
蚁群是复杂的昆虫社会,由与雄性交配以繁殖后代的雌性蚁后,以及觅食并执行其他任务以使蚁群繁荣的雌性工蚁组成。但是有些蚂蚁物种,包括伊比利亚收割蚁(M. ibericus),依靠外来者来维持其复杂的社会。
在这些物种中,雌性蚁后必须与同物种的雄性交配才能产出未来的蚁后,并且必须与其他物种的雄性交配才能产出未来的工蚁——这种做法被称为精子寄生。
先前的研究表明,伊比利亚收割蚁(M. ibericus)蚁群中的许多工蚁是伊比利亚收割蚁(M. ibericus)和结构收割蚁(M. structor)的杂交后代,这暗示了伊比利亚收割蚁(M. ibericus)对精子寄生的依赖。但这两个物种如今在地中海栖息地很少共享相同的空间,这引发了关于伊比利亚收割蚁(M. ibericus)蚁后和结构收割蚁(M. structor)雄性何时何地相遇的问题。
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克隆蚂蚁谱系
为了了解更多关于这些关系的信息,蒙彼利埃大学的研究人员在五年内对大约120个种群进行了采样,对大约400个个体进行了测序,并在实验室中观察了大约50个蚁群。他们的工作揭示,伊比利亚收割蚁(M. ibericus)蚁后是通过自己制造结构收割蚁(M. structor)雄性来与它们相遇的。
伊比利亚收割蚁(M. ibericus)蚁后无需追逐结构收割蚁(M. structor)雄性,而是可以从自己的精子中克隆它们。凭借这种能力,它们可以在自己的蚁群中舒适地创建结构收割蚁(M. structor)雄性的克隆谱系,并且可以随着时间的推移维持这些谱系,这意味着它们可以接触结构收割蚁(M. structor)雄性进行繁殖,而无需与结构收割蚁(M. structor)群落保持过近的距离。
这整件事都很奇怪,然而,这种克隆可能促成了伊比利亚收割蚁(M. ibericus)作为一个物种的成功,为这些蚂蚁提供了灵活性和自由,使它们得以在地中海地区扩散。
同母异种
研究人员表示,伊比利亚收割蚁的克隆能力使这些蚂蚁能够产下具有不同基因组的雄性兄弟——用关于这项研究的新闻稿的话来说,一些与伊比利亚收割蚁相关,另一些与结构收割蚁相关。事实上,这两种后代的基因组差异之大,就像大约500万年前分离的物种一样。
这个过程还会产生形态不同的后代。一个兄弟有毛,另一个兄弟无毛——这是许多蚂蚁物种的区别。有毛的是伊比利亚收割蚁雄性,无毛的是结构收割蚁雄性的克隆。
研究人员补充说,这些蚂蚁是唯一已知依靠克隆其他物种来生存的物种——他们称这种方法为异源生殖(xenoparity,结合了希腊语xeno,意为“外来的”或“不同的”,和parity,意为“生育”)。其他物种是否也依靠类似的策略生存,只有时间会证明,这为其他可能产出比自己物种更多个体物种的生物规则破坏者留下了可能性。
文章来源
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- 自然。《一母两物种:蚂蚁的强制性跨物种克隆》
- 蒙彼利埃大学。《性驯化:克隆其他物种以生存的蚂蚁》















