在自然界那本永恒的“規(guī)則手冊”中，生殖隔離一直被視為鐵律，不同物種間仿佛豎立著一道道無形的墻，讓愛情與繁衍只能在同類間進行。

然而，最近一項發(fā)表在《自然》雜志上的研究，卻似乎打破了這一鐵律，也驚掉了科學家的下巴——一種生活在歐洲南部的螞蟻，伊比利亞收獲蟻Messor ibericus，不僅能生出雜交的“天選打工蟻”，竟然還能夠“獨自”克隆出另一個物種——工匠收獲蟻M. structor的雄性個體！這劇情簡直比《雷雨》還離譜。讓人不禁感嘆：大自然，你還有多少驚喜是我們不知道的？

伊比利亞收獲蟻雄蟻（左）和工匠收獲蟻雄蟻（右）

圖片來源：nature

蟻巢里的“混血疑云”

一切還得從法國蒙彼利埃大學的一個研究團隊說起。他們在研究伊比利亞收獲蟻時，意外發(fā)現(xiàn)了一個令人費解的現(xiàn)象：蟻巢里的所有工蟻，竟然都是混血兒！這些工蟻的基因，一半來自本族的伊比利亞收獲蟻蟻后，另一半則來自一個看似八竿子打不著的親戚——工匠收獲蟻。

兩種收獲蟻的地理分布差異，可見其重合部分較少

圖片來源：nature

別急，想要知道這場倫理大戲的真相，首先我們要搞清楚螞蟻社會的運轉方式：和人人都能自力更生的人類社會不同，螞蟻的社會分工明確，等級森嚴，雖然是同一個物種，但是卻分為繁殖蟻和工蟻、兵蟻三個階級，繁殖蟻具有翅，雄性繁殖蟻和雌性繁殖蟻在婚飛、交配不久后便會死亡，而雌性繁殖蟻便會儲存雄性的精子，成為新螞蟻帝國至高無上的蟻后，它的身體變得碩大肥胖，一輩子要做的就是不斷產卵，而這些卵分為兩種：受精卵和未受精卵。受精卵皆為雌性，為二倍體（即具有兩套完整的遺傳物質），會根據(jù)在幼蟲期被喂食的營養(yǎng)不同，分化為三種形態(tài)：工蟻、兵蟻、繁殖蟻。其中雌性繁殖蟻是新的公主，在婚飛之夜形成新的蟻后。而雄性雄蟻則比較特殊，它是由蟻后未受精的卵發(fā)育而成，是一個單倍體生物（僅具有來自母親的一套完整遺傳物質）（這點很重要，后面要考?。?。

蟻后圖片來源：百度百科

了解了這些，你的螞蟻知識便算入門了，讓我們回歸正題：起初，科學家們猜測，這些雜交蟻的來源或許只是伊比利亞收獲蟻蟻后與工匠收獲蟻雄蟻之間的一段“跨物種之戀”。就像馬和驢雖有生殖隔離，但雜交出的騾子力氣大耐力又強，只是沒有生育能力，很適合用于勞作。

騾子是馬和驢雜交的后代圖片來源：360doc.com

而這種結合不僅可能帶來基因上的優(yōu)勢，讓后代更加健壯，還能解決伊比利亞收獲蟻自身的一個大問題：如果蟻后只與同種雄蟻交配，生下的將全是蟻后，沒有工蟻來維持蟻群的日常運作，整個蟻群很快就會陷入癱瘓。而這些不能生育的雜交“天選打工蟻”恰好彌補了這個缺陷。因此很多收獲蟻家族之間就會像聯(lián)姻一樣達成繁殖合作，互相借用對方的雄性精子來生產工蟻，但這也像一條無形的鎖鏈，把兩個家族鎖定在一起。

消失的“父親”與神秘的克隆

然而，隨著研究的深入，一個更大的謎團出現(xiàn)了。在伊比利亞收獲蟻分布的一些地區(qū)，科學家們竟然找不到任何野生的工匠收獲蟻蟻巢！那么，這些混血工蟻的“父親”又是從何而來呢？

正當科學家們一籌莫展時，他們在蟻巢深處發(fā)現(xiàn)了一些與眾不同的雄蟻。

經過基因檢測，這些雄蟻的細胞核DNA確實屬于工匠收獲蟻，但它們的線粒體DNA屬于伊比利亞收獲蟻，這說明它們的母親的確是伊比利亞收獲蟻蟻后，但卻幾乎不攜帶“親媽”的基因。

工匠收獲蟻工蟻、兵蟻（大）圖片來源：inaturalist

見過借腹懷胎的，沒見過主動幫別人生孩子的，這究竟是怎么回事？

為了解開這個謎團，研究團隊決定將蟻巢搬進實驗室，經過兩年的密切觀察，他們驚奇地發(fā)現(xiàn)：伊比利亞收獲蟻蟻后竟然能夠在沒有雄性工匠收獲蟻的情況下，通過一種神秘的方式，能產下工匠收獲蟻雄蟻！

原來，伊比利亞收獲蟻蟻后掌握了一項令人驚嘆的技能——跨物種雄性克隆。

它們體內有一個儲精囊，里面同時儲存著本族雄蟻和工匠收獲蟻雄蟻的精子。

當需要生產雄蟻時，蟻后會主動將卵中的細胞核遺傳物質“清空”，隨后，讓來自儲精囊的工匠收獲蟻精子進入這枚“空核卵”，并獨立發(fā)育成一個完整的雄性胚胎。雖然這枚卵中只有工匠收獲蟻的染色體，但是雄蟻正好就是單倍體生物，這巧不巧？

圖片來源：研究論文

整個克隆的原理就和多莉克隆羊差不多，但這操作居然發(fā)生在一只螞蟻體內！

就這樣，一個純粹的工匠收獲蟻雄性被“克隆”了出來，與其他螞蟻的雄蟻不同之處在于：其它雄蟻的遺傳物質全部來自于母親，而這些克隆雄性工匠收獲蟻除了卵細胞中自帶的線粒體基因，并沒有一絲一毫來自生母伊比利亞收獲蟻的核基因。

如果你覺得有些燒腦，那讓我來給你理一理：伊比利亞收獲蟻是一妻多夫制，一只伊比利亞收獲蟻公主婚飛時，分別可以與同種的雄性和克隆雄性工匠收獲蟻交配。與同種雄性交配產生的卵未來只發(fā)育為繁殖蟻，而其工蟻只能通過與工匠收獲蟻“雜交”才能產生。

這還沒完，工匠收獲蟻精子還能進入部分清空細胞核遺傳物質的卵細胞中，從而克隆出單倍體雄性工匠收獲蟻，作為下一代工蟻的父親繼續(xù)利用。

婚飛的繁殖蟻 圖片來源：Wikipedia

這時候你可能發(fā)現(xiàn)了一個問題：既然這片地區(qū)都沒有工匠收獲蟻巢，那最初蟻后儲精子囊里的精子又是從何而來呢？這些伊比利亞收獲蟻可能是從有工匠收獲蟻的地區(qū)搬家過來的，但是體內攜帶了工匠收獲蟻的精子，于是演化出了克隆雄蟻的方法，只要有了這份“精子基因配方”，便能夠制造出源源不斷的工匠收獲蟻雄蟻。

但是，仔細想一想，不管過了多少代，這些克隆雄蟻幾乎一直都是同一只雄蟻的基因，這些雄蟻雖然交配后就會死，但它卻不斷被克隆“復活”，甚至有很多“分身”，是不是細思極恐？

為了“大展宏圖”的計劃

生殖隔離依然存在，但這種繁殖策略，簡直就是進化論中的“鬼才之作”。它讓伊比利亞收獲蟻從一個依賴“外援”的“精子寄生者”，搖身一變成為了掌控一切的“育種大師”。

通過儲存工匠收獲蟻的精子并克隆，蟻后就像掌握了專利的配方，不僅解決了伴侶來源和勞動力問題，還擺脫了地理上的束縛，得以向更廣闊的地區(qū)擴張。

伊比利亞收獲蟻 圖片來源：inaturalist

科學家們?yōu)檫@種獨特的生殖現(xiàn)象創(chuàng)造了一個新詞——異種生育（xenoparous），用以描述這種雌性必須產下另一物種才能完成生命周期的奇妙現(xiàn)象。這種現(xiàn)象不僅讓我們對自然界的合作與依賴關系有了更深的理解，也為我們揭示了生命演化的無限可能。

異種生育的發(fā)現(xiàn)無疑顛覆了我們對生殖和物種的傳統(tǒng)認知。然而，在自然界這個充滿奇跡的舞臺上，沒有什么是不可能的。伊比利亞收獲蟻的跨物種克隆現(xiàn)象，不僅展示了生命演化的無限創(chuàng)意，也為我們提供了一個重新審視自然界的新視角。

這段跨物種克隆傳奇，無疑為我們揭示了一個更加奇妙、復雜的自然界。也讓我們懷著更加敬畏的好奇心，看待這個永遠無法看透的神秘生物世界。

作者：肖云格

審核專家：徐晗 北京林業(yè)大學林學院 副教授

本文在科普新媒體平臺“蝌蚪五線譜”刊發(fā)，經授權發(fā)布