两个不同的物种，却有同一个母亲

kingfirefly

在生命领域，克隆繁殖是最为直接的一种繁殖方式，但大多数动物物种采用的却是更为复杂的途径。以有性繁殖物种为例，繁殖过程就需要雌性与雄性的参与，这意味着必须发育出两种不同形态的个体，即雌性和雄性。


在某些物种中，这种复杂性会进一步加剧：雌性个体会根据季节条件、种群密度或社会等级等因素，产出形态各异的个体。不过，即便在这些复杂或极端的情形下，仍存在一个普遍而基础的生物学规律：无论这些个体的形态如何不同，它们都属于同一个物种。


然而，一项新发表于《自然》杂志的研究表明，一种名为伊比利亚收获蚁（Messor ibericus）的蚂蚁打破了这一生物学规则：它的蚁后可以产下两种完全不同物种的雄性后代。




  由蚁后掌控的生育机制  


蚂蚁是一类群居昆虫，生活在分工高度复杂的群体中，且拥有极为复杂的遗传繁殖体系。在这样的社会结构中，雌性“王者”——蚁后——掌握着繁殖的主导权。


蚁后在产卵时，可以选择是否让精子与卵子结合。这一对“受精权”的掌控，让蚁后能够塑造出蚁群中各种不同的阶层成员：

• 有的受精卵会发育成不育的雌性工蚁，负责筑巢、采集食物、照料幼虫；
  

• 在某些特定条件下，有的受精卵也可能发育为新的蚁后；
  

• 而未受精卵则会发育成雄蚁。
  

  蚁巢里的异常  


伊比利亚收获蚁是一种常见于欧洲的蚂蚁。2017年，进化生物学家Jonathan Romiguier与他的同事在意大利西西里岛，观察到伊比利亚收获蚁的蚁巢中的工蚁，竟然拥有出人意料的基因多样性。


科学家早已知道，某些蚂蚁物种中存在跨物种交配的现象。因此这一现象可能意味着，蚁后曾与其他物种的雄蚁交配。


进一步的基因分析显示，这些“杂交”工蚁的“父亲”似乎是另一种蚂蚁——工匠收获蚁（Messor structor）。也就是说，伊比利亚收获蚁的蚁后，曾与工匠收获蚁的雄蚁交配。然而，奇怪的是：岛上到处都是伊比利亚收获蚁，却找不到一处工匠收获蚁的蚁群，最近的工匠收获蚁群体，距离这些地点超过700千米。




  颠覆生物学的基本规律  


为了弄清楚到底发生了什么，研究人员需要对雄蚁进行研究。他们从26个伊比利亚收获蚁蚁群中采集了132只雄蚁，结果发现，其中大约一半的雄蚁几乎没有体毛，外形酷似工匠收获蚁。进一步的基因检测显示，这些雄蚁的细胞核DNA与工匠收获蚁完全一致，但线粒体DNA却来自伊比利亚收获蚁。


研究人员认为，伊比利亚收获蚁的蚁后会“克隆”出工匠收获蚁的雄蚁。接着，伊比利亚收获蚁的蚁后会让这些工匠收获蚁的精子进入自己的卵细胞，但在某个阶段，它们会将自己原本的基因从卵子的细胞核中移除，进而阻止真正的受精发生。如此一来，这些卵子就不会发育成不育的雌性工蚁，而是直接变成雄性。


通过这种方式，即使生活在没有工匠收获蚁的地区，伊比利亚收获蚁的蚁后也可以随时维持工匠收获蚁雄蚁的精子来源。当蚁后与这些被克隆出来的工匠收获蚁雄蚁交配，就可以产出负责筑巢、觅食等群体劳动的“杂交”工蚁。




  未融合，但共存  


伊比利亚收获蚁与工匠收获蚁是两个在500多万年前就分化的物种。在这种情况下，能见证其中一个物种“制造”出另一个物种，非常难以置信。


将一个物种的完整基因组纳入到另一个物种种群的后代之中，这一现象可以类比为“水平基因转移”——这是一种常见于微生物中的遗传机制。在这种机制下，一种细菌的部分基因组会被“转移”到另一种细菌的基因组中，从而形成一个新的、组合型基因组，并由此产生一个全新的遗传谱系。
但在蚂蚁的例子中，情况略有不同：工匠收获蚁的基因组并未与伊比利亚收获蚁的基因组融合，而是保留为“独立存在”，分别分布在蚁群中不同的生殖个体之中。
有趣的是，当研究人员将由伊比利亚收获蚁克隆的工匠收获蚁放入一个常规的工匠收获蚁蚁群中时，这些克隆的蚂蚁会被视为“外来入侵者”而被杀死，即便它们看起来与常规蚁群中的工匠收获蚁几乎一模一样。研究人员表示，这是因为克隆的工匠收获蚁携带着它们的伊比利亚表亲的信息素，所以它们会被视为敌人。


这是一项奇异而精彩的发现。它不仅揭示了杂交作为生物创新来源的重要性，也提醒我们：在自然界中，必须保持对“出人意料之事”的开放态度。

#参考来源：

https://www.nature.com/articles/d41586-025-02524-8

https://www.science.org/content/article/ant-queen-lays-eggs-hatch-two-species

https://www.nature.com/articles/d41586-025-02807-0

https://www.nature.com/articles/s41586-025-09425-w

#图片来源：

封面图&首图：Jonathan Romiguier, Yannick Juvé, Laurent Soldati

wakeman

我家附近花坛常有蚂蚁打架，没想到它们背后还有这种跨物种繁殖的秘密！

wakeman

是不是说蚂蚁已经进化的更高级了，人类要要现代技术才能完成