法國(guó)科學(xué)家近日在《自然》雜志發(fā)表研究稱，南歐的伊比利亞收獲蟻蟻后能產(chǎn)下會(huì)發(fā)育成兩種不同物種的卵，其中包括結(jié)構(gòu)收獲蟻的雄蟻。這一前所未見的繁殖方式經(jīng)過長(zhǎng)達(dá)五年的研究才被揭示，被形容為“幾乎像科幻小說(shuō)”，徹底顛覆了人們對(duì)螞蟻繁殖的傳統(tǒng)認(rèn)知。

▲左為伊比利亞收獲蟻，右為結(jié)構(gòu)收獲蟻

這項(xiàng)研究源于一個(gè)“失蹤物種”的謎團(tuán)?？蒲袌F(tuán)隊(duì)在意大利西西里島發(fā)現(xiàn)的伊比利亞收獲蟻群體中，竟然出現(xiàn)了與結(jié)構(gòu)收獲蟻混血的工蟻。然而，已知的最近一處結(jié)構(gòu)收獲蟻分布地卻在1000公里之外。按照常理，伊比利亞收獲蟻要繁殖混血工蟻必須與結(jié)構(gòu)收獲蟻交配，可在這片區(qū)域根本不存在對(duì)方的蹤跡。

法國(guó)蒙彼利埃大學(xué)的高級(jí)研究員、該論文的第一作者喬納森·羅米吉耶坦言，他們?cè)缇蛻岩蛇@種螞蟻有異樣，但完全沒想到會(huì)如此特殊。正是這一悖論，促使團(tuán)隊(duì)展開了系統(tǒng)調(diào)查。

一母生兩種

基因顛覆常識(shí)

科研團(tuán)隊(duì)在歐洲范圍內(nèi)考察了120多個(gè)蟻群，測(cè)序數(shù)百只樣本，并在實(shí)驗(yàn)室持續(xù)開展了五年研究。結(jié)果顯示：同一只蟻后產(chǎn)下的卵，竟能孵化出兩類截然不同的雄蟻。一種幾乎完全無(wú)毛，屬于結(jié)構(gòu)收獲蟻；另一種則布滿細(xì)毛，是伊比利亞收獲蟻。在螞蟻分類學(xué)中，體毛正是區(qū)分物種的重要特征。實(shí)驗(yàn)室人工巢穴中的直接觀察讓研究人員親眼見證了“一母生兩種”的奇景。

基因組測(cè)序進(jìn)一步揭示了其中奧秘。研究發(fā)現(xiàn)，伊比利亞收獲蟻中唯一本種保持“純種”（即沒有混入其他物種基因的個(gè)體）的只有蟻后和雄蟻，它們交配產(chǎn)生未來(lái)的蟻后。其他由結(jié)構(gòu)收獲蟻精子受精的卵則發(fā)育為混血工蟻，占蟻群的絕大多數(shù)。

更令人意外的是，蟻后還能直接克隆體內(nèi)儲(chǔ)存的外種精子：卵在發(fā)育時(shí)會(huì)清除母體的遺傳信息，幾乎完全依賴外源基因來(lái)生成雄蟻?？茖W(xué)家解釋，這相當(dāng)于蟻后“喚醒”了進(jìn)化史中遺留的外源基因，并把它們寫進(jìn)卵子里，使其發(fā)育出帶有結(jié)構(gòu)收獲蟻基因的雄蟻。雖然這些克隆雄蟻與結(jié)構(gòu)收獲蟻雄蟻極為相似，但仍殘留極微量的伊比利亞收獲蟻基因。

500萬(wàn)年前由同一物種分化

“收獲蟻”進(jìn)化出極端策略“異種生育”

研究認(rèn)為，這一機(jī)制與數(shù)百萬(wàn)年前的進(jìn)化沖突有關(guān)。伊比利亞收獲蟻和結(jié)構(gòu)收獲蟻曾同屬一個(gè)物種，大約在500萬(wàn)年前才分化。分化后，它們?nèi)栽跉W洲部分地區(qū)近距離分布。然而在某個(gè)階段，伊比利亞收獲蟻逐漸喪失了獨(dú)自產(chǎn)工蟻的能力，被迫依賴結(jié)構(gòu)收獲蟻雄蟻完成繁殖，形成“精子寄生”。為了擺脫這一限制，它們進(jìn)化出更極端的策略：在巢穴內(nèi)維持一支通過克隆獲得的外種雄蟻血統(tǒng)，從而繁衍出大批混血工蟻?？茖W(xué)家將這種前所未見的方式命名為“異種生育”（xenoparity），即通過自身卵子延續(xù)另一物種的基因，這是動(dòng)物界首次被證實(shí)的案例。

這一發(fā)現(xiàn)也引發(fā)學(xué)界關(guān)注。丹麥哥本哈根大學(xué)生態(tài)與進(jìn)化學(xué)教授雅各布斯·布姆斯馬指出，伊比利亞收獲蟻不僅產(chǎn)生混血后代，還表現(xiàn)出雄性基因獨(dú)占的“雄源生殖”。這種獨(dú)特的組合在螞蟻中從未見過。他認(rèn)為，這能造就更強(qiáng)健的混血工蟻，幫助物種擴(kuò)張，但過度依賴無(wú)性機(jī)制可能削弱遺傳多樣性，甚至在數(shù)百萬(wàn)年后帶來(lái)滅絕風(fēng)險(xiǎn)。

加州大學(xué)河濱分校的昆蟲學(xué)者杰西卡·珀塞爾則稱，這一發(fā)現(xiàn)“極為新奇”，即便在螞蟻已知的復(fù)雜交配體系中也屬異類。她強(qiáng)調(diào)，未來(lái)研究的關(guān)鍵在于揭示蟻后如何在生殖過程中決定卵的命運(yùn)，是成為普通工蟻，還是清除自身基因、產(chǎn)出另一物種的雄蟻。

紅星新聞?dòng)浾?王雅林 實(shí)習(xí)記者 楊詩(shī)柔

編輯郭宇