在生命領(lǐng)域，克隆繁殖是最為直接的一種繁殖方式，但大多數(shù)動物物種采用的卻是更為復雜的途徑。以有性繁殖物種為例，繁殖過程就需要雌性與雄性的參與，這意味著必須發(fā)育出兩種不同形態(tài)的個體，即雌性和雄性。

在某些物種中，這種復雜性會進一步加?。捍菩詡€體會根據(jù)季節(jié)條件、種群密度或社會等級等因素，產(chǎn)出形態(tài)各異的個體。不過，即便在這些復雜或極端的情形下，仍存在一個普遍而基礎(chǔ)的生物學規(guī)律：無論這些個體的形態(tài)如何不同，它們都屬于同一個物種。

然而，一項新發(fā)表于《自然》雜志的研究表明，一種名為伊比利亞收獲蟻（

Messor ibericus

由蟻后掌控的生育機制

螞蟻是一類群居昆蟲，生活在分工高度復雜的群體中，且擁有極為復雜的遺傳繁殖體系。在這樣的社會結(jié)構(gòu)中，雌性“王者”——蟻后——掌握著繁殖的主導權(quán)。

蟻后在產(chǎn)卵時，可以選擇是否讓精子與卵子結(jié)合。這一對“受精權(quán)”的掌控，讓蟻后能夠塑造出蟻群中各種不同的階層成員：

• 有的受精卵會發(fā)育成不育的雌性工蟻，負責筑巢、采集食物、照料幼蟲；

• 在某些特定條件下，有的受精卵也可能發(fā)育為新的蟻后；

• 而未受精卵則會發(fā)育成雄蟻。

蟻巢里的異常

伊比利亞收獲蟻是一種常見于歐洲的螞蟻。2017年，進化生物學家Jonathan Romiguier與他的同事在意大利西西里島，觀察到伊比利亞收獲蟻的蟻巢中的工蟻，竟然擁有出人意料的基因多樣性。

科學家早已知道，某些螞蟻物種中存在跨物種交配的現(xiàn)象。因此這一現(xiàn)象可能意味著，蟻后曾與其他物種的雄蟻交配。

進一步的基因分析顯示，這些“雜交”工蟻的“父親”似乎另一種螞蟻——工匠收獲蟻（

Messor structor

顛覆生物學的基本規(guī)律

為了弄清楚到底發(fā)生了什么，研究人員需要對雄蟻進行研究。他們從26個伊比利亞收獲蟻蟻群中采集了132只雄蟻，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，其中大約一半的雄蟻幾乎沒有體毛，外形酷似工匠收獲蟻。進一步的基因檢測顯示，這些雄蟻的細胞核DNA與工匠收獲蟻完全一致，但線粒體DNA卻來自伊比利亞收獲蟻。

研究人員認為，伊比利亞收獲蟻的蟻后會“克隆”出工匠收獲蟻的雄蟻。接著，伊比利亞收獲蟻的蟻后會讓這些工匠收獲蟻的精子進入自己的卵細胞，但在某個階段，它們會將自己原本的基因從卵子的細胞核中移除，進而阻止真正的受精發(fā)生。如此一來，這些卵子就不會發(fā)育成不育的雌性工蟻，而是直接變成雄性。

通過這種方式，即使生活在沒有工匠收獲蟻的地區(qū)，伊比利亞收獲蟻的蟻后也可以隨時維持工匠收獲蟻雄蟻的精子來源。當蟻后與這些被克隆出來的工匠收獲蟻雄蟻交配，就可以產(chǎn)出負責筑巢、覓食等群體勞動的“雜交”工蟻。

未融合，但共存

伊比利亞收獲蟻與工匠收獲蟻是兩個在500多萬年前就分化的物種。在這種情況下，能見證其中一個物種“制造”出另一個物種，非常難以置信。

將一個物種的完整基因組納入到另一個物種種群的后代之中，這一現(xiàn)象可以類比為“水平基因轉(zhuǎn)移”——這是一種常見于微生物中的遺傳機制。在這種機制下，一種細菌的部分基因組會被“轉(zhuǎn)移”到另一種細菌的基因組中，從而形成一個新的、組合型基因組，并由此產(chǎn)生一個全新的遺傳譜系。

但在螞蟻的例子中，情況略有不同：工匠收獲蟻的基因組并未與伊比利亞收獲蟻的基因組融合，而是保留為“獨立存在”，分別分布在蟻群中不同的生殖個體之中。

有趣的是，當研究人員將由伊比利亞收獲蟻克隆的工匠收獲蟻放入一個常規(guī)的工匠收獲蟻蟻群中時，這些克隆的螞蟻會被視為“外來入侵者”而被殺死，即便它們看起來與常規(guī)蟻群中的工匠收獲蟻幾乎一模一樣。研究人員表示，這是因為克隆的工匠收獲蟻攜帶著它們的伊比利亞表親的信息素，所以它們會被視為敵人。

這是一項奇異而精彩的發(fā)現(xiàn)。它不僅揭示了雜交作為生物創(chuàng)新來源的重要性，也提醒我們：在自然界中，必須保持對“出人意料之事”的開放態(tài)度。

#參考來源：

https://www.nature.com/articles/d41586-025-02524-8

https://www.science.org/content/article/ant-queen-lays-eggs-hatch-two-species

https://www.nature.com/articles/d41586-025-02807-0

https://www.nature.com/articles/s41586-025-09425-w

#圖片來源：

封面圖&首圖：Jonathan Romiguier, Yannick Juvé, Laurent Soldati