據(jù)美國生活科學(xué)網(wǎng)報(bào)道，螞蟻?zhàn)罱K能夠成為至高無上的蟻后還是地位卑微的工蟻,，將取決于什么因素呢？目前,，一項(xiàng)最新研究發(fā)現(xiàn),，螞蟻在群體中的社會地位取決于其基因特征和年輕時(shí)所吃的食物營養(yǎng)。
美國研究人員對佛羅里達(dá)州收割蟻(Pogonomyrmex badius)進(jìn)行了研究分析,，期望揭開這種螞蟻社會地位的決定性因素,。亞利桑那州大學(xué)博士后研究員克里斯多弗·史密斯說，“基本上,，我們發(fā)現(xiàn)螞蟻的社會地位形成因素要比之前所認(rèn)為的更復(fù)雜,，我們研究顯示它們存在著大量的基因成份決定其社會地位等級，但同時(shí)也存在著非常強(qiáng)的環(huán)境因素在內(nèi),。”這項(xiàng)研究是由伊利諾斯州大學(xué)厄本那香檳分校生物學(xué)家安德魯·蘇雷茲負(fù)責(zé),，該研究的詳細(xì)資料發(fā)表在8月份出版的《美國博物學(xué)家》（The American Naturalist）雜志上。據(jù)悉,，史密斯曾經(jīng)在伊利諾斯州大學(xué)就讀研究生,。
雄蟻的職責(zé)：交配和死亡
史密斯指出，在收割蟻群體中,，雄蟻的社會軌跡很單一,，它們每隔一年生育后代，它們除了交配和死亡,，再?zèng)]有什么事情可做了,。對于雌蟻，它們存在著三種社會地位——蟻后繼承者,，兩種類型的工蟻：一級工蟻和次級工蟻,。蟻后繼承者的體重是次級工蟻的8倍，而一級工蟻的體重是次級工蟻的4倍,。然而,，一級工蟻的數(shù)量僅占工蟻總數(shù)的5%。
為了剖析遺傳特征對于螞蟻等級的影響,，科學(xué)家對來自8個(gè)不同螞蟻群體的1200只螞蟻進(jìn)行了父權(quán)關(guān)系測試,。他們發(fā)現(xiàn)某些遺傳因素對于螞蟻的社會地位的確定具有一定優(yōu)勢，某些父權(quán)關(guān)系很可能使后代成為蟻后,，而另一些雄蟻的后代則很可能成為普通的工蟻,。
同時(shí)，生物學(xué)家通過分析螞蟻蛹狀發(fā)育階段(從幼蟲發(fā)育至成年體)所吃的食物，進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)早期體內(nèi)食物營養(yǎng)對于未來的社會地位的影響,。如果它吃了大量的肉食性食物,，其體內(nèi)的特殊氮物質(zhì)將多于經(jīng)常吃植物食物鏈的螞蟻。蟻后繼承者體內(nèi)具有最高水平的氮物質(zhì),，這意味著它們吃了更多的肉食性食物,，經(jīng)分析一級工蟻體內(nèi)氮含量僅次于蟻后繼承者，而次級工蟻體內(nèi)氮含量又次于一級工蟻,。史密斯說,，“迄今所有的證據(jù)顯示在確定螞蟻社會等級方面，其體內(nèi)營養(yǎng)具有重要決定因素,。”
遺傳特征和早期體內(nèi)營養(yǎng)決定螞蟻的社會地位
雖然科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)遺傳特征和體內(nèi)營養(yǎng)對于確定螞蟻的社會地位具有重要地位,，但它們?nèi)圆焕斫膺@些因素是如何工作實(shí)現(xiàn)的?；蛟S基因特征和體內(nèi)營養(yǎng)成份可以激發(fā)某種激素,，該激素將決定螞蟻能否發(fā)育成為工蟻或者是蟻后。
然而許多群居昆蟲物種的社會地位完全取決于遺傳特征,，某一只雄蟻的后代將全部成為蟻后,，但其他的雄蟻后代卻全部成為工蟻?？茖W(xué)家認(rèn)為佛羅里達(dá)收割蟻的這項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)可應(yīng)用于許多不同物種,。史密斯說，“通過分析許多研究案例可顯示出遺傳特征可完全決定于該動(dòng)物的社會地位關(guān)系,，但是所有的研究案例告訴我們遺傳特征和體內(nèi)營養(yǎng)對于多數(shù)群居昆蟲具有很好的交互作用,。”（生物谷Bioon.com）
生物谷推薦原始出處：
The American Naturalist，DOI: 10.1086/590961,，C. R. Smith, A. V. Suarez
Caste Determination in a Polymorphic Social Insect: Nutritional, Social, and Genetic Factors
C. R. Smith,1,2,* K. E. Anderson,3,† C. V. Tillberg,4,‡ J. Gadau,2,§ and A. V. Suarez1,5,
1. Program in Ecology and Evolutionary Biology, University of Illinois Urbana-Champaign, Urbana, Illinois 61801;
2. School of Life Sciences, Arizona State University, Tempe, Arizona 85284;
3. Department of Entomology, University of Arizona, Tuscon, Arizona 85721;
4. Department of Biology, Linfield College, McMinnville, Oregon 97128;
5. Departments of Entomology and Animal Biology, University of Illinois Urbana-Champaign, Urbana, Illinois 61801
Abstract:
We examined how dietary, social, and genetic factors affect individual size and caste in the Florida harvester ant Pogonomyrmex badius, which has three discrete female castes. The diet that a larva consumed, as indicated by δ13C, δ15N, and C:N, varied with caste. Both N content and estimated trophic position of dietary input was higher for major than for minor workers and was highest for gynes (reproductive females). The size and resources of a colony affected the size of only minor workers, not that of gynes and major workers. Approximately 19% of patrilines showed a bias in which female caste they produced. There were significant genetic effects on female size, and the average sizes of a major worker and a gyne produced by a patriline were correlated, but neither was correlated with minor worker size. Thus, genetic factors influence both caste and size within caste. We conclude that environmental, social, and genetic variation interact to create morphological and physiological variation among females in P. badius. However, the relative importance of each type of factor affecting caste determination is caste specific.
