研究人員在小小的火螞蟻中發(fā)現(xiàn)了性別沖突的一個(gè)極端例子。蟻后通過有性繁殖生出不育工蟻,,但所有新的蟻后都是克隆出的,。這潛在地將雄性生殖的成功率降低到了零,,但雄性也會(huì)做出明顯回應(yīng),,它們會(huì)通過在螞蟻卵發(fā)育期間除掉雌性基因組來阻礙新蟻后的產(chǎn)生。因此,,“兒子”便會(huì)有與它們的“父親”相同的核基因組,。所以它們也是克隆出的。這一引人注目的繁殖體系有效地導(dǎo)致了雄性和雌性基因庫的完全分離,。
我們常說孩子集合了父親的優(yōu)點(diǎn)和母親的優(yōu)點(diǎn)于一身,,但是在自然界中這種法則就不一定對(duì)了。最近研究人員發(fā)現(xiàn)雄性的紅火蟻有種特殊的方式把雌性在卵子中的DNA剔除出去,,從而使他的孩子完全像他,。從這種意義上說,,雌,、雄火蟻擁有不同的兩套遺傳體系,更像兩個(gè)不同的物種,。這項(xiàng)研究結(jié)果發(fā)表在最近的Nature雜志上,。
紅火蟻屬于昆蟲綱膜翅目蟻科家蟻亞科火蟻屬,,是高度分化的社會(huì)性昆蟲,常見工蟻大小約3-6mm,,紅褐色,,形狀與家里常見的小黃家蟻相似,但比小黃家蟻大,。紅火蟻螫叮人后會(huì)產(chǎn)生火灼傷般疼痛感,,可出現(xiàn)紅腫、白色的小膿泡,,少數(shù)可引起繼發(fā)性感染,,極個(gè)別會(huì)出現(xiàn)過敏反應(yīng)。前一排廣東因?yàn)樵谶M(jìn)口貨物海關(guān)檢驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)這種小昆蟲使它一時(shí)之間家喻戶曉,。
在這場雌雄混戰(zhàn)中,,雄性的精子在進(jìn)入雌性的卵子后會(huì)將其中的遺傳信息完全搗毀。“我們可以把這些雄性的紅火蟻看作是一種單獨(dú)的,、需要寄生的種系,,他必須寄生于雌性的卵子才能進(jìn)行傳代。”這項(xiàng)研究的領(lǐng)導(dǎo)者,,來自比利時(shí)Libre的Denis Fournier說道,。
許多昆蟲包括大部分的蜜蜂、黃蜂和螞蟻,,它們的有性繁殖是為了制造繁育下一代的皇后和無生育能力的工人,。雄性是利用雌性卵子不育而產(chǎn)生。當(dāng)Fournier和他的伙伴在法國圭亞那地區(qū)研究這種小小的紅火蟻(Wasmannia auropunctata)時(shí)發(fā)現(xiàn)了這個(gè)不同與傳統(tǒng)方式的繁殖方法,。“這個(gè)發(fā)現(xiàn)也是十分偶然的,,”Fournier說道:“本來我們是想在一些人工改造過的森林、采石場中對(duì)其生物群落與原始森林中的不同進(jìn)行研究的,。”我們收集了34個(gè)蟻巢并對(duì)其中的蟻后,、蟻工和雄性的精子的基因組進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)了奇怪的現(xiàn)象,。蟻工它的染色體是一半來自母親,,一半來自父親??墒橇钊梭@奇的是蟻后只有母系的基因,,同時(shí)雄性只有父系的基因。這是一種嶄新的遺傳系統(tǒng),。
蟻后可以產(chǎn)生兩種卵子:一種帶有完全的母系基因,,不會(huì)通過受精而直接發(fā)展成為下一代的蟻后;另一種帶有單倍的染色體與雄性的精子想結(jié)合,。在后一種情況中,,大部分會(huì)發(fā)展成為不育的蟻工,,但是其中有一些母系的基因會(huì)被破壞,受精卵會(huì)發(fā)育成雄性,。
類似的情況曾經(jīng)出現(xiàn)在一些魚類,、兩棲動(dòng)物和昆蟲中,它們會(huì)把父系的基因從卵子中剔除,??墒沁@種把母系基因剔除的現(xiàn)象還是第一次發(fā)現(xiàn),研究人員推測這是由于兩性沖突的一個(gè)極端案例,。
“這是一個(gè)由雌性發(fā)明的極端自私的策略,,”Fournier解釋到,“皇后將她們的遺傳信息100%的傳給下一代皇后,。雄性只能接受或者滅亡,,所以他們選擇把卵子中雌性的遺傳信息消滅。”
這種系統(tǒng)可以保證蟻工的遺傳信息多樣性,。因?yàn)樗鼈兊幕騺碜詢蓚€(gè)不同的基因庫,,并且這兩個(gè)庫不會(huì)互相戶混合然后傳代下去。這樣可以幫助一些負(fù)面影響的遺傳信息傳代,。