發(fā)現(xiàn)“社會型”染色體

【資料簡介】

發(fā)現(xiàn)“社會型”染色體
有的紅火蟻種群只有一個(gè)蟻后，有的則有多個(gè)蟻后，近日研究人員在紅火蟻體內(nèi)發(fā)現(xiàn)了決定社會行為的“社會型”染色體，揭開了這一現(xiàn)象背后的遺傳學(xué)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(yán)格只有一個(gè)蟻后，另一種擁有數(shù)百個(gè)蟻后?？茖W(xué)家們發(fā)現(xiàn)，紅火蟻社會組織形式的差異是由一個(gè)具有“超基因”（supergene）的染色體決定的，這一超基因包含六百多個(gè)基因，具有兩種突變形式B和b，分別對應(yīng)紅火蟻社會的兩種類型。這項(xiàng)研究于一月十六日發(fā)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(jìn)行了分析。研究顯示，染色體的B和b突變使其結(jié)構(gòu)產(chǎn)生差異，與決定人類性別的X和Y染色體有點(diǎn)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(gè)BB蟻后，但如果種群中有工蟻攜帶b它們就能接受多個(gè)Bb蟻后。

“這是一項(xiàng)驚人的發(fā)現(xiàn)，此前人們曾發(fā)現(xiàn)染色體結(jié)構(gòu)上的類似差異與蝴蝶翅膀圖案和人類癌癥有關(guān)，而這是發(fā)現(xiàn)決定社會行為的超基因，”文章共同作者，倫敦大學(xué)瑪麗皇后學(xué)院的Dr Yannick Wurm解釋道。

“現(xiàn)在，我們在火紅蟻中發(fā)現(xiàn)了決定社會形態(tài)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(chǔ)特性。”

當(dāng)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(yuǎn)的地方建立種群。這種社會模式能夠非常成功的入侵新領(lǐng)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(chǎn)生的工蟻比單蟻后種群更多，因此在復(fù)雜環(huán)境更具優(yōu)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(jì)三十年代火紅蟻偶然被引入美國南部，從此逐步擴(kuò)散到包括中國和澳大利亞在內(nèi)的許多地區(qū)?？刂苹鸺t蟻擴(kuò)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(bǔ)充道，“我們的發(fā)現(xiàn)將有助于開發(fā)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(fā)生混亂。”