中国科学院南京地质古生物研究所科研人员参与的国际团队对被线虫草感染的蚂蚁和蝇类化石开展深入研究,近日发现迄今为止全球首个关于线虫草寄生蚂蚁幼虫的记录。
在线虫草属的300多个物种中,近三分之一专门寄生在蚂蚁身上。其中,部分线虫草能够入侵蚂蚁的肌肉系统,操控蚂蚁的行为,驱使蚂蚁爬上高处传播真菌孢子。此时的蚂蚁已完全变成这类线虫草的“傀儡”,因此被称为“僵尸蚂蚁”。由于线虫草化石证据的匮乏,人们对其起源尤其是线虫草与昆虫的协同演化关系知之甚少。
该所研究员王博介绍,真菌因缺乏硬质结构,极易腐烂,保存为化石的难度极大。而寄生动物的真菌化石更是罕见。此前由于缺乏足够的化石校准点,分子系统学研究普遍认为线虫草属起源于1亿年前。
“本次研究揭示了线虫草的早期演化历史,为探索真菌与昆虫的协同演化提供了重要证据。”王博表示,这枚被感染的蚂蚁化石表明,当时的工蚁已存在育幼行为:工蚁通过交哺作用,将潜在的真菌孢子传染给幼虫。而当工蚁发现幼虫患病后,会将其遗弃出巢,避免群体感染。因此,该化石的发现表明,当时的原始蚂蚁已具备真社会性特征。
在此基础之上,科研人员收集并整理基因数据,重建了线虫草内部各类群的系统发育关系,同时修正了其起源时间。结果显示,线虫草的起源时间应为距今1.3亿年左右的白垩纪早期,较之前的推测提前了约3000万年。
科学家揭秘蚂蚁在恐龙时代的组织架构
6月16日晚,由浙江大学、中国科学院、丹麦哥本哈根大学、德国明斯特大学、南昌大学、华大生命科学研究院科学家共同组成的研究团队在国际学术期刊《细胞》上联合发表研究成果,揭示了蚂蚁适应性辐射与社会性演化的遗传基础。
身长不足一厘米的蚂蚁,竟拥有足以令人类佩服的组织能力。它们不靠语言沟通,却能协同建造惊人巢穴;它们没有领袖意识,却有最严密的分工体系。联合研究团队通过整合全球163种不同蚂蚁的全基因组数据,重构了蚁科的生命之树,涵盖现生蚂蚁16个亚科中的12个,343个属中的97个。这项成果不仅澄清了蚁科物种复杂的亲缘关系,更是将蚂蚁的共同祖先追溯到约1.57亿年前的侏罗纪晚期,揭秘蚂蚁在恐龙时代的组织架构。
研究团队发现,在蚂蚁共同祖先的基因组中,与嗅觉感知相关的基因家族发生了显著扩增,表明蚂蚁的共同祖先已经具备社会通信的关键分子机制。不同种类的蚂蚁在调节“谁当蚁后、谁当工蚁”的过程中,这些信号通路的作用机制存在差异,反映出它们在自然选择下的适应性演化。
文章共同第一作者、南昌大学教师熊子军介绍说:“以保幼激素和胰岛素信号为核心的保守通路在蚂蚁社会性演化中发挥着重要作用,蚂蚁中许多社会性状之间存在显著的相关性,共同塑造了蚂蚁表型的多样性。我们的研究从基因水平、基因家族、基因调控网络和保守信号通路等多维度揭示了驱动蚂蚁社会性演化的分子遗传基础。” 综合央视、新华网