雄蚁基本上就是会飞的精子(以及其他令人惊奇的蚂蚁事实)

雄蚁基本上就是会飞的精子(以及其他令人惊奇的蚂蚁事实)

今年你见过蚂蚁吗?在英国,它们可能是黑花园蚁,即黑蚁,是欧洲最常见的蚂蚁。它们是 12,000 到 20,000 种蚂蚁中的一种,是园丁的祸害,但也很有趣。

这些体型较小、黑色、无翅的工蚁在人行道上奔跑,爬上你的植物照料蚜虫,或从你的厨房里收集美味食物。在温暖的夏夜偶尔出现的飞蚁实际上是这些无翅工蚁的生殖兄弟姐妹。以下是您需要了解的其他信息:

1. 你看到的大多数蚂蚁都是雌性

蚂蚁有等级制度,责任分明。蚁后是蚁群的创始人,她的角色是产卵。工蚁都是雌性,这个姐妹团体负责蚁群的和谐运作。

它们的任务包括照顾蜂后和幼蜂、觅食、平息蜂群中的冲突以及处理废物。工蜂很可能永远不会有自己的后代。绝大多数卵都会发育成工蜂,但一旦蜂群准备就绪,蜂后就会产下下一代繁殖蜂,这些繁殖蜂会继续建立自己的蜂群。

雌蚁成为工蚁还是蚁后,主要取决于饮食,而非基因。任何雌蚁幼虫都能成为蚁后——那些能获得富含蛋白质食物的幼虫。其他幼虫获得的蛋白质较少,这导致它们发育成为工蚁。

2. 雄蚁基本上就是飞行的精子

雄蚁有母亲,没有父亲。作者提供

与拥有 X 和 Y 染色体的人类不同,蚂蚁的性别由其拥有的基因组拷贝数决定。雄蚁从未受精卵发育而来,因此不会从父亲那里获得基因组。这意味着雄蚁没有父亲,也不能生儿子,但它们有祖父,可以生孙子。相比之下,雌蚁由受精卵发育而来,拥有两个基因组拷贝——一个来自父亲,一个来自母亲。

雄蚁的功能类似于飞行精子。只有一个基因组副本,这意味着它们的每个精子都携带与它们基因相同的 DNA。而且它们的工作很快就结束了,交配后很快就会死去(尽管它们的精子有时会存活数年)。本质上它们唯一的工作就是繁殖。

让他们吃蛋糕吧。Shutterstock

3. 性爱结束后,女王数周不进食

当天气温暖潮湿时,有翅膀的处女蚁后和雄蚁会离开巢穴寻找配偶。这是“飞蚁日”所见的行为。L . niger的交配发生在飞行中,通常在数百米高处(因此需要好天气)。之后,蚁后会掉到地上并脱落翅膀,而雄蚁会迅速死亡。交配过的蚁后会选择一个筑巢地点并钻入土壤中,土壤因最近的降雨而变得更软。

一旦进入地下,蜂后数周内都不会进食,直到产下自己的工蜂女儿。它们利用脂肪储备和多余的飞行肌肉中的能量产下第一批卵,然后用婚飞时储存的精子使这些卵受精。蜂后从早已死去的雄蜂那里获得的精子库存使它们终其一生都能继续产下受精卵。蜂后再也不会交配。

4. 蚂蚁的家园:合作、死亡和奴役

有时,两只L. niger蜂后会联合起来筑巢。这种最初的合作关系(这增加了建立蜂群的机会)一旦出现新的成年工蜂,蜂后就会解散,蜂后会战斗至死。更险恶的是, L. niger蜂群有时会从邻居那里偷走幼蜂,让它们当奴隶。

很多蚂蚁都进化出了奴隶制技能,但它们也表现出非凡的合作精神。一个极端的例子是阿根廷蚁( Linepithema humile )的“超级蚁群”,它从意大利延伸到西班牙西北部,覆盖了 3700 多英里的欧洲海岸线,由数百万个相互合作的蚁巢中的数十亿工蚁组成。

5. 蚁后寿命可达数十年,雄蚁寿命仅为一周

建立蜂群后,蜂后的工作并未结束,她还有多年的产卵期。在实验室中, L. niger蜂后寿命接近 30 年。工蜂寿命约为一年,雄蜂寿命仅为一周多一点(尽管它们的精子寿命更长)。这些寿命上的显著差异完全是由于它们的基因开启和关闭方式不同。

6. 蚂蚁可以帮助人类和环境

蚂蚁对全球生态系统有着重大影响,它们的作用多种多样。虽然有些蚂蚁被视为害虫,但另一些蚂蚁则充当生物防治剂。蚂蚁通过传播种子、为植物授粉和改善土壤质量来造福生态系统。蚂蚁也可能有益于我们的健康,因为它们是抗生素等新药的潜在来源。

因此,当您下次看到一只蚂蚁时,在您考虑杀死它之前,请先考虑一下它到底有多么迷人。

Charlie Durant 和 Max John 是莱斯特大学遗传学和基因组生物学系的博士生,Rob Hammond 是该校遗传学和基因组生物学系的讲师。本文最初发表于 The Conversation。

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