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在少数群体的影响下,火蚁群落可以从单个蚁后切换到多个蚁后

本站发布时间:2025-05-13 21:02:06

包括人类在内的群居动物可以在没有单一中央领导者的情况下做出复杂的决定。然而,这些选择并不总是由大多数人做出的。

事实上,一个群体中相对较少的个体可以影响一个更大的群体,改变他们的一种基本生活方式——至少在蚂蚁中是这样。

这种被称为“少数群体影响”的现象是《美国国家科学院院刊》上发表的一篇论文的核心思想。主要作者是佐治亚大学奥德姆生态学院的博士后研究员Haolin Zeng,他于2022年在佐治亚大学农业与环境科学学院完成了博士学位。火蚁群落通常围绕单个蚁后或多个蚁后建立。单女王殖民地将不接受额外的女王,工人将处决女王的任何潜在竞争对手。先前的研究发现,形成多个蚁后群落的蚂蚁与单蚁后的蚂蚁具有遗传变异,并且会一次培育多个蚁巢。

然而,一小群携带这种遗传变异的工蚁可以影响单蚁后接受也携带这种遗传变体的额外蚁后,从而将一个蚁后社会结构从单蚁后转变为多蚁后社会。

曾说:“当一部分工蚁携带这种基因时,不知何故,群体会转变为多女王群体。工蚁会很乐意接受任何额外的女王,但只接受携带这种基因的女王。”。临界点相对较低;只有10%的人口可以左右其他人。

为了让这种少数人的影响发挥出来,研究人员不得不仔细地将蚂蚁介绍给彼此。研究人员表示,将这两种蚂蚁突然混合会导致“致命的战斗”,因此他们通过一个细网将300只单蚁后蚂蚁和100只多蚁后蚂蚁相互引入一天,以适应它们。

阴性参考和阳性参考实验中工人对引入的Bb测试皇后反应的比较,第1部分。左边的面板显示了一个负面参考实验,在这个实验中,工作人员通过咬和蜇来执行测试皇后。右侧面板显示了一个阳性参考(2小时)实验,在该实验中,工蚁将测试蚁后引导到巢穴中。在阳性参考试验中,大工作者(BB)来自宿主单炔菌群,而小工作者(BB和BB)是从三个多炔菌源菌群中选出的。来源:美国国家科学院院刊(2025)。DOI:10.1073/pnas.2501740122

一旦蚂蚁能够相互作用,研究人员就观察了100多个小时,寻找它们是如何相互影响的。

曾想排除多个蚁后可能向巢友发送的任何可见通信信号。通过引入经过清洗以去除任何信息素的死亡多蚁后和未经清洗的死亡多蚁后,研究人员可以看到信息素会影响行为。即使这种信息素通过玻璃珠被引入蚁群,蚂蚁也会做出反应。

这些实验表明,不同基因型工人之间的化学交流在这种社会转换中至关重要。

作者指出,这种间接遗传效应——当一种动物的基因可以影响其他动物的行为时——几乎出现在所有动物身上。曾说:“行为不仅受到你自己基因的影响,还受到与你互动的人或伴侣基因的影响这一观点很重要。”。“我们谈论的是直接的遗传影响和环境影响,但动物的行为也受到周围动物基因的间接影响。”

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曾在伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校获得作物科学和综合生物学学士学位,然后于2016年将注意力转向昆虫并加入佐治亚大学昆虫学系。作为一名博士后,他继续在奥德姆学院进行火蚁研究。

“当我开始研究昆虫时,我问,从生态学和进化的角度来看,最有趣的系统昆虫是什么?那一定是群居昆虫。它们无处不在,超级成功。有很多问题要问,也有很多行为需要理解,”他说。

这篇题为“少数群体成员诱导的火蚁社会组织转换:揭示间接遗传效应”的论文的合著者是佐治亚大学CAES昆虫学系的Kenneth G.Ross和罗切斯特大学脑与认知科学系的Takao Sasaki,该系前身为佐治亚大学奥德姆生态学院。p

More information: Haolin Zeng et al, Conversion of social organization in fire ants induced by few colony members: Unmasking indirect genetic effects, Proceedings of the National Academy of Sciences (2025). DOI: 10.1073/pnas.2501740122

Journal information: Proceedings of the National Academy of Sciences

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