螞蟻世界的“多蟻后”新形式會在物種中演化并擴散到其他群體

紅火蟻是原本只有一個蟻后的蟻群。該團隊之前發現，大約100萬年前，一種新的社會形式演化出來，這種螞蟻的殖民地可以有幾十個女王。一大段染色體的一個特殊版本被命名為"社會超級基因"，包括使工人接受一個以上的蟻后所需的遺傳信息。今天（2022年3月11日）發表在《自然通訊》上的這項新研究分析了365只雄性火蟻的整個基因組或指令集，以研究社會超級基因的進化，并發現這一染色體的相同版本存在于多個火蟻物種中。

由于基因的不相容性，大量的遺傳信息在物種間的轉移是很罕見的。然而，在這種情況下，擁有多個蟻后的優勢壓倒了不相容性，而且遺傳物質從這種新的社會形式進化的一個來源物種中反復傳播到其他物種。多王后的社會形式在幾種情況下具有優勢。例如，在蟻群環境中，一個多王后的蟻群有更多的工蟻，因此可以勝過只有一個王后的蟻群。此外，如果發生洪水，有多個蟻后的蟻群不太可能因為失去了繁殖能力而消亡。

倫敦大學瑪麗皇后學院進化基因組學和生物信息學講師、艾倫-圖靈研究所研究員揚尼克-沃姆博士說。"這項研究揭示了進化創新如何在物種間傳播。它還顯示了進化是如何在DNA和染色體水平上發揮作用的。發現其他物種可以通過雜交獲得一種新的社會組織形式，這是令人難以置信的驚喜。創造多皇后狀態的超級基因區是一塊大的染色體，包含數百個基因。一個基因組的許多部分以微調的方式進化到一起工作，因此突然有一個與另一個物種的許多基因的不同版本的混合體是復雜的，相當罕見。超級基因的新版本不是像在單皇后群中單純加入額外的皇后，而是導致工人接受多個皇后。在廣泛研究了超級基因和新的社會形式的歷史后，我們接下來想確定哪些基因或超級基因區域的哪些部分，導致了這些行為的變化。這也將有助于填補我們對進化過程理解的更多空白"。

該研究的主要作者，也是倫敦瑪麗女王大學的羅德里戈-普拉卡納補充說："我們的研究表明，對大量野生動物的詳細分析可以為進化如何進行提供令人驚訝的新見解。"

瑪麗皇后大學的研究小組此前是世界上第一批將大規模DNA測序方法應用于野生昆蟲的研究小組之一--這使他們能夠發現第一批著名的超級基因之一。

紅火蟻原產于南美洲，因其痛苦的刺痛而臭名昭著。其中一個物種在世界其他許多地方都很有名，它的攻擊性和高人口密度使它成為一種入侵性害蟲。控制這個物種的傳播的努力在很大程度上是不成功的，正如它的拉丁名Solenopsis invicta，意思是"無敵的"。