發現“社會型”染色體

【資料簡介】

發現“社會型”染色體
有的紅火蟻種群只有一個蟻后，有的則有多個蟻后，近日研究人員在紅火蟻體內發現了決定社會行為的“社會型”染色體，揭開了這一現象背后的遺傳學成因，也為紅火蟻防治提供了新思路。

紅火蟻的種群有兩種類型，一種嚴格只有一個蟻后，另一種擁有數百個蟻后。科學家們發現，紅火蟻社會組織形式的差異是由一個具有“超基因”（supergene）的染色體決定的，這一超基因包含六百多個基因，具有兩種突變形式B和b，分別對應紅火蟻社會的兩種類型。這項研究于一月十六日發表在Nature雜志上。

為了解紅火蟻的社會組織形式，研究人員對五百多只火紅蟻的基因組進行了分析。研究顯示，染色體的B和b突變使其結構產生差異，與決定人類性別的X和Y染色體有點類似。如果火紅蟻種群中的工蟻只攜帶B，它們就只接受單個BB蟻后，但如果種群中有工蟻攜帶b它們就能接受多個Bb蟻后。

“這是一項驚人的發現，此前人們曾發現染色體結構上的類似差異與蝴蝶翅膀圖案和人類癌癥有關，而這是發現決定社會行為的超基因，”文章共同作者，倫敦大學瑪麗皇后學院的Dr Yannick Wurm解釋道。

“現在，我們在火紅蟻中發現了決定社會形態的染色體變異，這種特殊染色體可能也在其他物種中決定著行為等基礎特性。”

當繁殖季到來，兩種類型的年輕蟻后飛到空中與雄性交配。隨后，單蟻后種群的年輕蟻后會飛到較遠的地方建立種群。這種社會模式能夠非常成功的入侵新領地。其他年輕蟻后則加入近處已存在的多蟻后種群。這些多蟻后種群產生的工蟻比單蟻后種群更多，因此在復雜環境更具優勢。

火紅蟻是源于南美洲的物種，這種螞蟻的叮咬會使人如火灼傷般疼痛，火紅蟻的種群密度高且極富攻擊性。上世紀三十年代火紅蟻偶然被引入美國南部，從此逐步擴散到包括中國和澳大利亞在內的許多地區。控制火紅蟻擴散的努力一直不太成功，其拉丁名Solenopsis invicta正是“所向披靡”的意思。

Dr. Wurm補充道，“我們的發現將有助于開發新的害蟲防治策略。例如，可以利用殺蟲劑人工使社會型染色體上的基因失活，使火紅蟻種群發生混亂。”