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Nature:红火蚁间的雌雄大战
【字体: 大 中 小 】 时间:2005年07月01日 来源:生物通
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生物通报道:我们常说孩子集合了父亲的优点和母亲的优点于一身,但是在自然界中这种法则就不一定对了。最近研究人员发现雄性的红火蚁有种特殊的方式把雌性在卵子中的DNA剔除出去,从而使他的孩子完全像他。从这种意义上说,雌、雄火蚁拥有不同的两套遗传体系,更像两个不同的物种。这项研究结果发表在最近的Nature杂志上。
红火蚁属于昆虫纲膜翅目蚁科家蚁亚科火蚁属,是高度分化的社会性昆虫,常见工蚁大小约3-6mm,红褐色,形状与家里常见的小黄家蚁相似,但比小黄家蚁大。红火蚁螫叮人后会产生火灼伤般疼痛感,可出现红肿、白色的小脓泡,少数可引起继发性感染,极个别会出现过敏反应。前一排广东因为在进口货物海关检验时发现这种小昆虫使它一时之间家喻户晓。
在这场雌雄混战中,雄性的精子在进入雌性的卵子后会将其中的遗传信息完全捣毁。“我们可以把这些雄性的红火蚁看作是一种单独的、需要寄生的种系,他必须寄生于雌性的卵子才能进行传代。”这项研究的领导者,来自比利时Libre的Denis Fournier说道。
许多昆虫包括大部分的蜜蜂、黄蜂和蚂蚁,它们的有性繁殖是为了制造繁育下一代的皇后和无生育能力的工人。雄性是利用雌性卵子不育而产生。当Fournier和他的伙伴在法国圭亚那地区研究这种小小的红火蚁(Wasmannia auropunctata)时发现了这个不同与传统方式的繁殖方法。“这个发现也是十分偶然的,”Fournier说道:“本来我们是想在一些人工改造过的森林、采石场中对其生物群落与原始森林中的不同进行研究的。”我们收集了34个蚁巢并对其中的蚁后、蚁工和雄性的精子的基因组进行分析,发现了奇怪的现象。蚁工它的染色体是一半来自母亲,一半来自父亲。可是令人惊奇的是蚁后只有母系的基因,同时雄性只有父系的基因。这是一种崭新的遗传系统。
蚁后可以产生两种卵子:一种带有完全的母系基因,不会通过受精而直接发展成为下一代的蚁后;另一种带有单倍的染色体与雄性的精子想结合。在后一种情况中,大部分会发展成为不育的蚁工,但是其中有一些母系的基因会被破坏,受精卵会发育成雄性。
类似的情况曾经出现在一些鱼类、两栖动物和昆虫中,它们会把父系的基因从卵子中剔除。可是这种把母系基因剔除的现象还是第一次发现,研究人员推测这是由于两性冲突的一个极端案例。
“这是一个由雌性发明的极端自私的策略,”Fournier解释到,“皇后将她们的遗传信息100%的传给下一代皇后。雄性只能接受或者灭亡,所以他们选择把卵子中雌性的遗传信息消灭。”
这种系统可以保证蚁工的遗传信息多样性。因为它们的基因来自两个不同的基因库,并且这两个库不会互相户混合然后传代下去。这样可以帮助一些负面影响的遗传信息传代(记者Serena)。