德州農(nóng)工大學(xué)的AgriLife研究人員發(fā)現(xiàn)，黃褐色的瘋狂螞蟻的遺傳遺傳模式可能有助于南美物種在美國的傳播。結(jié)果可能導(dǎo)致控制這種入侵物種的新方法。

這項(xiàng)研究的高級(jí)研究員，德克薩斯州農(nóng)業(yè)與生命科學(xué)學(xué)院城市與結(jié)構(gòu)昆蟲學(xué)教授埃德·瓦戈(Ed Vargo)博士說：“我們也許能夠利用這種機(jī)制將致死基因帶入種群。” A&M大學(xué)。

該物種也被稱為Rasberry瘋狂螞蟻，至少從2002年開始在得克薩斯州傳播。瘋狂的螞蟻可以殺死草，替代其他昆蟲并破壞電氣設(shè)備，并在城市和農(nóng)村地區(qū)造成很大的破壞。而且，他們的殖民地可以逃避典型的害蟲防治策略。他們可以在室內(nèi)和室外蓬勃發(fā)展。他們無視誘餌，并從其超大的殖民地中創(chuàng)造了許多逃生路線。

黃褐色的瘋狂螞蟻因其隨意行走而得名，但它們將基因傳遞給下一代的方式也可謂瘋狂。

一窩遺傳多樣性

該小組調(diào)查了得克薩斯州和佛羅里達(dá)州城市的瘋狂螞蟻殖民地。

埃德·瓦爾戈(Ed Vargo)是城市與結(jié)構(gòu)昆蟲學(xué)的教授兼賦權(quán)主席(右)，他與博士后研究助理皮埃爾·安德烈·埃耶爾(Pierre-AndréEyer)(中)和博士生亞歷克斯·布魯門菲爾德(Alex Blumenfeld)(左)一起展示了螞蟻標(biāo)本。圖片來源：Rob Williams

Vargo和實(shí)驗(yàn)室成員Pierre-AndréEyer和Alexander Blumenfeld發(fā)現(xiàn)，在這個(gè)物種中，雌性的遺傳多樣性比單純的偶然機(jī)會(huì)要高得多。女性傾向于遺傳其母親的基因，而男性傾向于遺傳其祖父的基因。而且，男性和女性在基因上完全不同。在15,000種螞蟻物種中，遺傳模式似乎是獨(dú)一無二的。

該研究于11月發(fā)表在《美國國家科學(xué)院院刊》上。

入侵悖論

黃褐色的瘋狂螞蟻?zhàn)鳛槿肭治锓N的成功代表了所謂的入侵悖論的一種解決方案：少數(shù)動(dòng)物如何在不遭受因近親繁殖而導(dǎo)致遺傳疾病的情況下遷移到新區(qū)域并繁殖?

科學(xué)家推測，物種可以與近親作斗爭的一種方式是利用雄性和雌性之間的差異。

性別之戰(zhàn)

科學(xué)家很久以來就知道，男性和女性可以發(fā)展出不同的遺傳特征。這些特征中的一些會(huì)給一種性別帶來麻煩，并幫助另一種性別。這種性狀通常在性染色體中發(fā)現(xiàn)，例如哺乳動(dòng)物的X和Y。但是螞蟻及其親戚，蜜蜂和黃蜂沒有性染色體。相反，雌性有兩個(gè)基因組拷貝，而雄性有一個(gè)。

科學(xué)家假設(shè)，在雌性有兩個(gè)基因組拷貝而雄性只有一個(gè)拷貝的物種中，整個(gè)基因組可以像性染色體一樣起作用。一個(gè)基因的作用可能被同一基因的另一個(gè)版本所抵消或掩蓋。這樣，一個(gè)基因在雌性中可能是有害的和隱性的，而在雄性中則是有利的和顯性的，在那里它不能被第二個(gè)拷貝掩蓋。

遺傳多樣性代價(jià)高昂

研究人員分析了瘋狂螞蟻基因組中的幾個(gè)斑點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)螞蟻菌落具有特定遺傳區(qū)域的三個(gè)不同版本。研究小組將這三個(gè)版本稱為A，B和C。如果螞蟻隨機(jī)繼承了基因，則雄性螞蟻可以攜帶A，B或C版本。雌性可以攜帶兩個(gè)版本的任意組合。相反，團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了完全不同的東西。絕大多數(shù)成年瘋螞蟻雌性攜帶A / B或A / C。成年男性僅擁有A。

該策略可確保每一代都是遺傳多樣性的。Vargo和Eyer表示，但這是有代價(jià)的。研究小組發(fā)現(xiàn)許多雌性卵具有不適合A / B或A / C模式的遺傳基因。這些卵在發(fā)育之前似乎已經(jīng)從巢中消失了。研究小組假設(shè)這些蛋(近40%)死亡或被巢中的螞蟻破壞。

瓦爾戈說：“有關(guān)基因及其表達(dá)的某些信息對女性有害。”

回到巴西

這項(xiàng)研究“填補(bǔ)了我們對男性和女性特征遺傳的理解的空白，并顯示了在基因組水平上性別之間的沖突是如何發(fā)生的，” Vargo說。“這是一個(gè)非常積極的發(fā)現(xiàn)。”

接下來，研究小組計(jì)劃研究螞蟻的祖國巴西是否出現(xiàn)了相同的瘋狂繼承模式，或者僅僅是因?yàn)檫w居新地而已。無論哪種方式，結(jié)果都將揭示黃褐色瘋狂螞蟻的怪異和強(qiáng)大的適應(yīng)性。