研究人员在 4 月 7 日的《科学》杂志上报告说,每只雄性蚂蚁都包含来自两个不同遗传谱系的不同细胞群,使它们成为“嵌合体” 。黄疯蚁 ( Anoplolepis gracilipes ) 是第一个已知的需要嵌合体才能产生可育雄性的物种。
这是“对我们在其他蚂蚁身上观察到的各种不同寻常的交配系统的优雅回应,”哈佛大学的进化遗传学家 Waring “Buck” Trible 说,他没有参与这项研究。“我们可能认为这是蚂蚁的下一个进化步骤”。
大多数动物都是从一个精子细胞和一个卵细胞结合成一个细胞,结合它们的 DNA 发育而来的。随着生物的生长,所有随后的细胞,除了性细胞,都携带两组携带 DNA 的染色体,一对来自父母双方。换句话说,这些体细胞都携带相同的遗传信息。精子和卵细胞只包含一组染色体。
但是在许多蚂蚁以及黄蜂和蜜蜂等其他昆虫中,只有雌性具有带有染色体对的体细胞。雄性通常由未受精的卵发育而成。所以他们的体细胞只有一组染色体。
然而,2007 年的一项研究发现,大约一半的雄性黄疯蚁样本拥有相同基因的两个不同副本,就像该物种的雌性工蚁一样。
但是,德国美因茨约翰内斯古腾堡大学的进化生物学家 Hugo Darras 说,“认为这个物种的所有雄性都是二倍体是没有任何意义的”,或者说每个体细胞都有两组染色体。他说,当这种情况发生在其他蚂蚁身上时,雄性通常是不育的。“没有人给出任何解释。”
因此,Darras 和他的同事从东亚和东南亚收集了数百只黄色的疯狂蚂蚁。对雌性——蚁后和工蚁——的分析表明,该物种的王权有遗传来源。繁殖蜂王来自同一谱系的精子和卵细胞的结合,研究人员将其称为 R。工蚁是两种不同谱系的杂交体,另一个称为 W。换句话说,工蚁具有 R/W 基因组,而蚁后具有 R /R 基因组。
与之前的研究一致,研究人员确定了 R/W 雄性。但他们还发现,与其他蚂蚁物种一样,雄性体细胞只有一组染色体。从单个细胞中提取的 DNA 表明,每个细胞都包含来自两个谱系之一的染色体,而不是细胞内有染色体对。
进一步的实验发现,R 和 W 细胞在雄性全身各处分布不均。虽然身体的大部分都含有多数 R 细胞,根据样本组织几乎占 75%,但在精子中这一比例几乎翻转了——65% 是 W 细胞。
五只雄性黄色疯狂蚂蚁的插图,三只在顶部排成一排,两只在底部排成一排。 紫色点代表每只蚂蚁和蓝绿色点上 R DNA 的百分比
雄性黄疯蚁继承了 W 和 R DNA。但是这些基因组不是在细胞内配对,而是保持独立并占据不同的细胞。一项新的遗传分析发现,198彩除了有时时彩,分分彩,11选5
时时彩定位胆技巧,江苏快三,还有新上线的瑞士分分彩,只有你想的到的我们都有。,这些 W 细胞和 R 细胞在全身分布不均,而且这种分布因人而异。五名代表性男性(如图所示)显示了在不同组织中发现的具有 R 或 W DNA 的细胞比例的变化。
H. DARRAS等人/科学2023
由于工蚁和雄性都来自 W 精子与 R 卵的结合,因此性别取决于它们的 DNA 包或细胞核是否合并。融合创造了一个女性。但是融合失败会导致两个细胞核在同一个卵子内分开,产生雄性。
目前尚不清楚为什么这种前所未见的繁殖方式会在这些蚂蚁中进化。“通过拒绝与卵细胞融合,[精子] 可能会增加其繁殖能力,”Trible 说。雌性工蚁是不育的,因此不能传递 W 基因组。
“我们认为这可能是两个相互冲突但有时会合作的基因组之间的相互作用,”Darras 说。这些不同的谱系可能在最终混合在一起的两个独立的蚂蚁种群中独立进化。他补充说,或者他们可以从随着时间的推移而分化的相似基因开始。“但看起来整个基因组是分开的,不交换任何遗传物质。”
这种奇怪的繁殖方法可能对蚂蚁种群有利,导致黄色疯狂蚂蚁成为世界上最严重的入侵物种之一( SN: 9/15/09 )。因为 R 核和 W 核的融合只会产生不育的工人,基因组永远不会混合并传递给下一代。因此,蚂蚁避免了近亲繁殖的任何可能性,这是其他入侵蚂蚁物种的特征 ( SN: 2/1/11 )。
在包括人类在内的其他生物中也发现了嵌合体,198彩票平台开了几年,
198彩带玩团队如何登陆,但这通常是偶然的。黄疯蚁是第一个已知的嵌合体决定性别的物种。但一些科学家估计大约有 20,000 种蚂蚁,其中大多数的生殖系统尚未得到研究。
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