工蚁为何放弃繁殖养育同类 科学家揭开蚂蚁亿年演化之谜

快科技7月26日消息，在蚂蚁社会中，工蚁放弃自身繁殖权、全心照料蚁后和同类后代的行为，一直是生物学界的未解之谜。

中国科学院昆明动物研究所的最新研究，通过基因组分析和演化生物学研究，揭示了这一奇特社会行为背后的基因调控机制。

研究发现，蚂蚁从独居昆虫演化出复杂社会性的关键，在于基因组中970个稳定存在的基因簇。这些基因簇形成精密调控网络，在工蚁和蚁后间呈现差异化表达。

例如，两个相邻的卵黄原蛋白基因在蚁后发育中高表达，而在工蚁体内表达量显著降低，这种基因表达差异直接塑造了生殖分工模式。

蚂蚁的系统发育关系及重要社会性状自然选择热点

调控网络中的信号通路扮演着核心角色。保幼激素、胰岛素和丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）等通路受到强烈自然选择，通过协同调控个体发育进程，决定蚂蚁的品级分化。其中MAPK通路能抑制工蚁生殖器官发育，使其丧失繁殖能力，转而发展出觅食、筑巢等劳动技能。

从演化视角看，正蚁类的爆发式发展印证了这种分工的优势。这类蚂蚁占现存物种的90%以上，其工蚁生殖器官退化更彻底，蚁后与工蚁体型差异显著，巢穴规模更大。

基因分析显示，正蚁类中参与生殖力、脂质代谢和大脑发育的基因受到正向选择，通过强化社会协作提升了群体生存效率。

这种“旧基因新功能”的演化策略极具智慧。工蚁放弃繁殖并非被动行为，而是基因调控下的适应性演化：通过牺牲个体繁殖权，换取整个蚁群的资源优化配置和生存优势。群体中大量工蚁专注劳动，能更高效地获取食物、防御外敌，反而提升了同类基因传递的整体概率。

这一发现为理解社会性生物的协作机制提供了关键线索，展现了自然选择塑造复杂社会结构的神奇力量。 

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.cell.2025.05.030