在争夺王位的战斗中,印度跳蚁缩小并重新长出大脑

在争夺王位的战斗中,印度跳蚁缩小并重新长出大脑

皇室地位是令人垂涎的。它如此令人垂涎,以至于印度跳蚁会缩小大脑、扩大卵巢,只为获得一席之位。

蚁群是一个家族事务:大多数蚁群都有一个蚁后,它是整个家族中唯一具有繁殖能力的成员,工蚁则是蚁后的孩子。蚁后通常无法被取代。但新的研究表明,对于印度跳跃蚁种,大量工蚁将经历剧烈的生理变化,以重新获得繁殖能力并争取王位。争夺王位的工蚁会将自己的大脑缩小多达 25%,将毒囊最小化,并扩大卵巢,同时将卵母细胞(或卵子)增加七倍。该研究结果发表在《皇家学会学报 B》上。

这些变形蚁被称为“gamergates”(“gam”与“ham”押韵)——不要将其与 2014 年的互联网活动混淆。为了研究它们的行为和生理,科学家在实验室饲养的 30 个印度跳蚁群中分别发现了两只 gamergates。他们让一只 gamergate 蚂蚁保持原样,并通过单独隔离将另一只蚂蚁恢复为工蚁。然后,研究人员将恢复状态的 gamergates 蚂蚁放回它们的群落,观察并比较两对蚂蚁之间的行为和生理变化。

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研究作者发现,孤立的“游戏蚁”能够在短短六到八周内恢复工蚁的生理机能。在此期间,它们的大脑、毒囊和卵巢会重新变形,以匹配工蚁同伴。这种可逆性非常了不起。虽然蜜蜂等其他物种可以改变大脑体积,但印度跳蚁是已知的第一种能够恢复这些变化的昆虫物种。正是这种能力让印度跳蚁有机会在蚁后死亡后争夺王者地位——如果蚁后失败,它们会回到工蚁身边。

争夺王冠的决战是一场统治锦标赛,比赛可能持续长达 40 天,最多有一半的蚁群劳动力参与其中。在这场大规模的争斗中,5 到 10 名伪蚁后脱颖而出,这些蚁后在蜕变过程中用触角成功击败了所有其他蚁后。最终,这些获胜者会产生信息素,迫使蚁群像对待皇室成员一样对待它们,从而巩固它们的新地位,让它们作为一群蚂蚁生育者度过余生。

成为“玩家门”可能需要大脑萎缩,这样蚂蚁才能“将额外的资源转移到产卵上,因为维持大脑组织的代谢成本很高”,作者写道。它们的毒囊也会减少,因为消灭对蚁群的致命威胁通常不在蚁后的计划之内。另一方面,当放弃王位并恢复为工蚁时,大脑和毒囊需要再次扩大,因为它们的功能是完成觅食任务所必需的。

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肯尼索州立大学生物学家、研究作者克林特·佩尼克告诉《纽约时报》 :“它们的大脑能够完全重新扩张到与以前完全相同的大小,这真是太神奇了。”“这个物种表现出了令人难以置信的可塑性。”

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