黃瘋蟻如此“瘋狂”，竟是因?yàn)樯砩嫌袃商譊NA？

有一種黃色的螞蟻，會(huì)在受到干擾時(shí)做出一些不規(guī)則的動(dòng)作，因此被人們戲稱(chēng)為“瘋狂的螞蟻”，黃瘋蟻因此得名。2023年4月，《科學(xué)》雜志發(fā)表的一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，黃瘋蟻之所以瘋狂，或許還有另一個(gè)原因——雄雌性黃瘋蟻是由兩種遺傳背景不同的體細(xì)胞組成的嵌合體，并且是已知的第一種將這種特性作為生命基本特征的動(dòng)物。

通常情況下，工蟻是單倍體，由未受精卵發(fā)育而來(lái)，只有一套來(lái)自蟻后的基因組，特殊情況下也有極少數(shù)雄蟻為二倍體，但這種通常是一種發(fā)育事故，是不育的螞蟻。不過(guò)，多樣的生物系統(tǒng)總有意外，雌性黃瘋蟻就是這個(gè)意外之一，雖然它們的體細(xì)胞都是單倍體，但基因組卻有兩種，一部分體細(xì)胞只攜帶來(lái)自母親的R基因組，另一部分體細(xì)胞只攜帶來(lái)自父親的W基因組。

也就是說(shuō)，雌性黃瘋蟻也發(fā)育成了一種二倍體生物，人和幾乎全部的高等動(dòng)物，還有一半以上的高等植物都是二倍體。

二倍體生物比單倍體生物具有一定的生存優(yōu)勢(shì)，因?yàn)楹笳咧粨碛?份基因，一個(gè)關(guān)鍵基因的突變就可能影響生物的生存，而二倍體生物擁有雙份基因， 如果其中的一個(gè)基因有功能缺陷，另一個(gè)完好的基因還可以繼續(xù)工作。

黃瘋蟻是相當(dāng)臭名昭著的入侵物種之一，它們的繁殖能力很強(qiáng)，建立的超級(jí)蟻群圈地面積可超過(guò)150公頃，而且破壞力也超高，會(huì)給當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)系統(tǒng)造成巨大負(fù)面影響。比如澳大利亞的圣誕島因規(guī)模龐大的紅蟹遷徙景觀聞名，但黃瘋蟻的到來(lái)卻給這一物種帶來(lái)了滅頂之災(zāi)，嚴(yán)重時(shí)曾造成1000萬(wàn)-1500萬(wàn)只紅蟹死亡。

配圖來(lái)自圖蟲(chóng)網(wǎng)

一直以來(lái)，相關(guān)科學(xué)家一直在試圖尋找除噴灑化學(xué)殺蟲(chóng)劑之外的生物學(xué)辦法，來(lái)控制黃瘋蟻種群的泛濫。研究發(fā)現(xiàn)，這種獨(dú)特的嵌合體優(yōu)勢(shì)，或許就是黃瘋蟻得以瘋狂的原因。

在自然界中，類(lèi)似的嵌合體現(xiàn)象目前只在極少數(shù)物種存在，比如有一種狨猴，它們?cè)谠杏惵央p胞胎的過(guò)程中，可以通過(guò)共享胎盤(pán)進(jìn)行干細(xì)胞交換，從而形成嵌合體。不過(guò)科學(xué)家目前還只發(fā)現(xiàn)黃瘋蟻這一種動(dòng)物，是從單細(xì)胞胚胎期開(kāi)始就形成嵌合體了。

這項(xiàng)研究不僅幫助我們?cè)僖淮握J(rèn)識(shí)了物種多樣性的奇妙之處，或許還會(huì)在未來(lái)為我們控制黃瘋蟻的繁殖提供思路。不過(guò)，關(guān)于雌性黃瘋蟻這種獨(dú)特的繁殖方式，還有很多未解之謎等待著人們?nèi)ヌ剿鳌?/p>

本文為科普中國(guó)·星空計(jì)劃扶持作品

作者：田埂

審核：陶寧（中科院生物物理研究所 副研究員）

出品：中國(guó)科協(xié)科普部

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