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揭秘白蚁蚁后如何解决家族乱伦(图)

发布时间:2014-07-24 11:30内容来源:网络 点击:
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揭秘白蚁蚁后家族乱伦
 
白蚁亦称虫尉,坊间俗称大水蚁(因为通常在下雨前出现,因此得名),等翅目昆虫的总称,约3000多种。为不完全变态的渐变态类并是社会性昆虫,每个白蚁巢内的白蚁个体可达百万只以上。
 
当白蚁国王和王后已经执政了一段时间,国王开始与他的女儿交配以扩大蚁群。如今,研究人员发现有一种白蚁已找到一种解决这个乱伦的方法:女王产生的后代只遗传她的基因。这样,当国王与其女儿交配,事实上他仍然是与王后交配。
当国王和王后在每年的交配飞行中配对成功并组成家庭,白蚁群便开始形成。首先,这对夫妻繁殖工蚁和兵蚁来照顾白蚁巢。当白蚁群足够大时,国王和王后开始生产翅白蚁。它们可以离家自行寻找伴侣并发展自己的群体。最后,在王后生命的晚期,她会孵一些卵,产生二级王后来取代她。然后这些王后又开始与国王交配产生更多的工蚁、兵蚁以及翅白蚁。这样就减少了近亲繁殖的后代遗传的多样性,也降低了白蚁群适应环境的能力。
 
但事实证明,至少有一种白蚁找到了其他方式。日本的胸散白蚁王后通过一种被称为孤雌生殖的过程来繁殖后代。这是一种无性繁殖,产生的后代会重复一半母亲的基因。有些蚂蚁王后是无性繁殖,但最后产生的女王会自行开始发展自己的群体。
 
找出白蚁的战略是不容易的。日本冈山大学的昆虫学家贤治松浦晃一郎与其同事首先采集了分别来自五个不同地点的三十个白蚁群的白蚁。随后他们分析了国王、女王以及其他白蚁的基因。基因组的研究人员大吃一惊:尽管他们来自不同的巢穴,但似乎只有一个王后。进一步分析表明,国王没有任何基因遗传给二级王后。这意味着一级王后在生产时只遗传她们自己的基因。此项研究被发表在3月26日的《科学》。
 
昆虫学家贤治松浦晃一郎和合作者罗利市北卡罗莱纳州立大学的埃德-瓦尔戈声称,通过生产这些与国王没有联系的基因代表,王后可以提高其生殖输出能力,因为有几十到一百多个二级王后在做她的工作。与此同时,她可以防止乱伦,以确保工蚁的遗传多样性。即使王后死亡,她仍可坚持她对群体的基因贡献。 “这是用基因表达的‘女王万岁’”, 马里兰大学帕克分校昆虫学家芭芭拉-索恩说。她并没有参与这项研究。
 
瑞士洛桑大学进化生物学家洛朗-凯勒做了类似的蚂蚁研究。他称,研究人员直到最近才认识到这些怪异形式的繁殖,还需要更多这样的研究以找出共同点。“我的猜测是,当人们研究得更仔细时会发现有更多的‘不寻常的复制案例’。”
 
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