火蟻是最初只有一位蟻后的蟻群。研究小組此前發(fā)現(xiàn)，大約100萬(wàn)年前，一種新的社會(huì)形態(tài)出現(xiàn)，蟻群中可能有數(shù)十個(gè)蟻后。一大段染色體的特殊版本，被稱(chēng)為“社會(huì)超基因”，包含使工蜂能夠?qū)苟鄠€(gè)蜂王所需的遺傳信息。這項(xiàng)新研究今天（2022 年3 月11 日）發(fā)表于《自然通訊》，分析了365 只雄性火蟻的整個(gè)基因組或指令集，以研究社會(huì)超基因的進(jìn)化，并發(fā)現(xiàn)了在幾只火蟻中發(fā)現(xiàn)的這條染色體的相同版本物種。

由于遺傳不相容性，物種之間大量遺傳信息的轉(zhuǎn)移很少見(jiàn)。然而，在這種情況下，擁有多個(gè)蟻后的優(yōu)勢(shì)超過(guò)了不相容性，并且遺傳物質(zhì)從一個(gè)起源物種反復(fù)傳播到其他物種，而這種新的社會(huì)形式正是從這個(gè)起源物種進(jìn)化而來(lái)的。多皇后社會(huì)形式在多種情況下具有優(yōu)勢(shì)。例如，在蟻群環(huán)境中，具有多個(gè)蟻后的蟻群擁有更多的工蟻，因此可以優(yōu)于只有一個(gè)蟻后的蟻群。此外，如果發(fā)生洪水，擁有多個(gè)蟻后的蟻群不太可能因?yàn)槭シ敝衬芰Χ鴾缃^。

倫敦大學(xué)瑪麗皇后學(xué)院進(jìn)化基因組學(xué)和生物信息學(xué)講師、艾倫圖靈研究所研究員Yannick Worm 博士說(shuō)。 “這項(xiàng)研究揭示了進(jìn)化創(chuàng)新如何在物種之間傳播。它還展示了進(jìn)化如何在DNA 和染色體水平上發(fā)揮作用。發(fā)現(xiàn)其他物種可以通過(guò)雜交獲得新的社會(huì)組織形式，真是令人難以置信。創(chuàng)建多皇后狀態(tài)的超基因區(qū)域是一條包含數(shù)百個(gè)基因的大染色體?；蚪M的許多部分進(jìn)化為以精細(xì)調(diào)整的方式協(xié)同工作，因此突然與另一個(gè)物種的許多基因的不同版本雜交是復(fù)雜且相當(dāng)罕見(jiàn)的。新版本的超級(jí)基因不是簡(jiǎn)單地在單蜂王群體中添加額外的蜂王，而是使工蜂接受多個(gè)蜂王。在廣泛研究了超基因和新社會(huì)形式的歷史之后，我們接下來(lái)想要確定哪些基因或部分超基因區(qū)域?qū)е铝诉@些行為變化。這也將有助于填補(bǔ)我們對(duì)進(jìn)化過(guò)程理解的更多空白。

該研究的主要作者、倫敦瑪麗女王大學(xué)的羅德里戈·普拉卡納（Rodrigo Pracana）補(bǔ)充道：“我們的研究表明，對(duì)大量野生動(dòng)物的詳細(xì)分析可以為進(jìn)化如何進(jìn)行提供令人驚訝的新見(jiàn)解。 '

瑪麗女王大學(xué)的研究小組此前是世界上最早將大規(guī)模DNA 測(cè)序方法應(yīng)用于野生昆蟲(chóng)的研究小組之一，使他們能夠發(fā)現(xiàn)第一個(gè)著名的超基因之一。

火蟻原產(chǎn)于南美洲，因其刺痛而臭名昭著。其中一個(gè)物種在世界許多其他地方都廣為人知，其攻擊性和高種群密度使其成為一種入侵性害蟲(chóng)。控制該物種傳播的努力基本上沒(méi)有成功，它的拉丁名Solenopsis invicta也是如此，意思是“無(wú)敵”。