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吉祥体育官网 蚂蚁殖民地在1.5亿年左右的时间里已经形成了一些令人惊讶的集体特征,它们已经爬行了地球。例如,火蚁连接在一起制造可怕的有效木筏,一些陆军蚂蚁似乎本能地建造了完全有效的蚂蚁桥梁来收集食物。

这些昆虫似乎也有能力控制其种群,保持士兵与工人的固定比例。这种蚂蚁种姓制度如何成为昆虫学家的一个谜,但今天在“自然”杂志上发表的一项研究表明,蚂蚁是否成长为一名士兵或一名工人,与一个长期以来被认为是无用翼片的器官有关。

“这些种姓制度是表型进化的主要原因之一,”华盛顿特区乔治华盛顿大学的蚂蚁生物学家斯科特鲍威尔说,“这项研究确实确定了生产这些种姓的主要控制中心。”

翼盘,细小的细胞袋,注定要成为女王的翅膀,但它们会在幼虫中生长,然后在变态期间死亡,从而产生无翼士兵。研究表明,这些基本的翼盘毕竟不是那么简陋,而是影响蚂蚁幼虫的发育。

“关于这项工作真正重要的一点是,基本上被认为没有功能的基本器官和残留结构在发育过程中可能实际上具有重要的信号传导作用,”麦吉尔大学的进化发育生物学家Ehab Abouheif说道。新研究。 (免责声明:我在出版之前与Abouheif就他的研究进行了交谈,他将我纳入论文的致谢。)

发育中的士兵幼虫产生大而简陋的翼盘,而工人的幼虫却没有。以前认为在变态期间死亡,翼盘显然对其他身体部位的生长有一些影响。

“[翼盘]确实变得非常大 – 这有点令人惊讶,”亚利桑那大学的蚂蚁生物学家戴安娜·惠勒说,他自20世纪80年代开始研究蚂蚁种姓的确定。 “这显然不是进化只是忘记摆脱的东西。它似乎被用于某种东西。“

吉祥坊官方 蚂蚁幼虫的翼盘的明显功能对昆虫的进化历史具有重要意义。早期的蚂蚁产生了带有翅膀的女王和无翅工人种姓的殖民地,随后,在几个独立的血统中,工人种姓进一步分化为子体。在Pheidole,一个包含1000多种蚂蚁的超深度属,工人种姓分为小工人和士兵。士兵拥有不成比例的大头,他们用于防御和种子加工,而小型工人占殖民地的90%至95%,并做育雏饲养和觅食等任务。

在澳大利亚堪培拉拍摄的<i> Pheidole </ i>蚂蚁。
在澳大利亚堪培拉拍摄的Pheidole蚂蚁。 (Steve Shattuck / Wikimedia Commons CC 3.0)
Wheeler从20世纪80年代开始的研究表明,Pheidole蚂蚁可以调节殖民地中未成年工人和士兵的比例。这种调节的一种方式是通过一种抑制性的信息素 – 一种由士兵制造的表皮碳氢化合物,如果士兵超过该群体人口的约5%,则可以抑制士兵在幼虫中的发育。

为了研究翼盘和士兵次生物之间的关系,Abouheif和他的团队击倒了一个名为残留物的基因,导致翼盘细胞在发育的早期死亡。击倒以士兵为目标的幼虫的退化减少了动物的头部大小和体型,产生了小型工人,同时击倒了未成年工人的退化,没有产生影响。

随后,吉祥坊手机 该团队培养了士兵注定的幼虫,成年人口中有100%的未成年工人或100%的士兵。在殖民地有100%的未成年工人,幼虫产生了士兵。但是,100%的士兵放弃了表皮碳氢化合物信息素,幼虫的基本翼片大小明显减少,并产生了头部和身体较小的成年蚂蚁。

当然,器官影响体内其他器官发育的事实并不新鲜。先前在昆虫中的实验已经证明,发育中的翅膀竞争营养物和生长因子。发展中的机翼受损会产生信号,延迟整个机体的发展,使光盘时间得以恢复,从而使增长能够以适当的协调方式进行。

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