黃瘋蟻得名于它們在受到幹擾後的瘋狂舉動。德國研究人員的一項研究稱,它們之所以瘋狂還有另一個原因——雄性黃瘋蟻是兩種敵對細胞譜系的混合體。其他生物有時也會形成這樣的嵌合體,但這通常是一種發育事故,而黃瘋蟻卻是已知的第一種将這種特性作爲生命基本特征的動物。相關研究 4 月 6 日發表于《科學》。
黃瘋蟻是一種臭名昭著的入侵物種,主要分布在東南亞和大洋洲,對無脊椎動物甚至一些小型哺乳動物構成威脅。在爪哇南部的澳大利亞聖誕島,黃瘋蟻捕殺了大量該地區特有的紅蟹。
關于黃瘋蟻怪異生物學特征的第一個線索來自對其基因組中散布的遺傳标記的研究。雄性黃瘋蟻似乎攜帶了兩個版本的遺傳标記。這是一個令人困惑的特征,因爲在大多數螞蟻中,雄性螞蟻是由未受精卵發育而來,因此隻有一個基因組拷貝。
一些螞蟻物種偶爾會有 " 二倍體 " 雄性,即有兩個基因組拷貝,但這些雄性通常是不育的。德國美茵茨大學進化生物學家 Hugo Darras 指出,黃瘋蟻的所有雄性都是二倍體,這真的很奇怪,似乎完全說不通。
爲了确定發生了什麽,Darras 團隊分析了從東南亞收集的黃瘋蟻單個細胞。他們發現,每個雄性細胞隻包含螞蟻基因組的一個拷貝,但這種基因組在細胞之間是不同的。有些細胞擁有存在于蟻後中的譜系,由 "R" 染色體定義,而其他細胞則攜帶不同基因組的一個單獨拷貝,由 "W" 染色體定義。
蟻後的細胞中有兩個 W 基因組拷貝,而不育的雌性工蟻的每個細胞中都有每個譜系的一個拷貝。Darras 團隊發現,雄性的嵌合體在螞蟻的種姓制度中起着至關重要的作用。
所有蟻後的卵細胞都攜帶 R 基因組的一個拷貝。如果這個卵子被具有 R 基因組的精細胞受精,就會産生一個蟻後。然而,如果卵子被 W 精子受精,則有兩種可能的結果:如果兩個含有基因組的細胞核融合,就會形成二倍體工蟻;如果細胞核不融合,卵子就會發育成一個嵌合的雄性,一些細胞攜帶 R 基因,另一些細胞攜帶 W 基因。
美國洛克菲勒大學生物學家 Daniel Kronauer 說:" 就我們所知,這是一種無與倫比的生物學現象。" 黃瘋蟻的嵌合體可能有助于提高該物種逃避生态系統不利影響的能力。蟻後有專門的器官儲存來自多個雄性的精子。這意味着一個單獨儲存 R 和 W 精子的蟻後可以建立一個新的蟻群。
澳大利亞詹姆斯 · 庫克大學生态學家 Lori Lach 想知道,研究人員是否可以利用它們奇特的生物學特性阻止螞蟻種群擴大。