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揭秘:黄疯蚁中的一种产生嵌合雄性的新型繁殖模式

Peer-Reviewed Publication

American Association for the Advancement of Science (AAAS)

据研究人员在一项研究中报告,雄性黄疯蚁(学名:细足捷蚁,Anoplolepis gracilipes)是有两个不同基因谱系的嵌合体;该研究揭示了该物种有一种科学界先前未知的独特生殖模式。虽然大多数的多细胞生物是从单细胞受精卵发育而成的具有相同基因的细胞集合——这是生物遗传的标志——但新的发现表明,黄疯蚁偏离了这一预期。据该研究披露,所有的雄性黄疯蚁都是由具有两个不同基因的单倍体细胞组成的。Daniel Kronauer在一篇相关的《视角》中写道:“尽管先前已经在包括狨猴和人类在内的若干物种中描述过这类嵌合体,但之前还没有通过单一受精事件而规则性地产生嵌合体的报道。”黄疯蚁是地球上最成问题的入侵物种之一。先前对该物种的基因学研究揭示了蚁后、雄蚁和工蚁基因型之间尚未解达的差异。为了更好地理解这些观察结果,Hugo Darras和同事对采自东南亚各地的蚂蚁样本使用了种群基因学和系统地理学研究方法;他们发现有两个相互依赖的遗传谱系(R和W)同时存在于黄疯蚁种群之中。蚁后总是具有R/R基因型,由W精子授精的卵子会发育成雌性的R/W工蚁。然而,据研究结果披露,由W精子授精的卵子也可发育成雄蚁,但与注定成为雌性工蚁的卵子所不同的是,来自母系的细胞核和父系的细胞核之间没有融合。相反,父系细胞核会在同一个卵子内独立分裂,从而产生嵌合雄蚁,其身体由单倍体R细胞和W细胞组成。虽然在许多物种中都观察到嵌合现象,但它通常源于罕见的发育意外或在发育后期出现的不同个体的融合。这些新的发现证明了一种专性嵌合形式,它发生在雄性细足捷蚁开始发育时。Darras等人认为,这种不寻常的生殖模式可能与两个同时发生的遗传谱系间在生殖细胞系表现上的遗传冲突有关。Kronauer在《视角》中简要陈述了为什么如此复杂的生殖系统可以帮助这些蚂蚁成功地变成入侵物种,其中包括它可以防止近交衰退及确保W基因组保持流传。


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