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Cell重磅!从恐龙时代就开始有组织架构?华大参与解码“昆虫文明”

华大集团BGI  · 公众号  · 生物  · 2025-06-16 23:22

主要观点总结

全球蚂蚁基因组联盟在《细胞》杂志上发表了一项研究,揭示了蚂蚁适应性辐射与社会性演化的遗传基础。研究通过整合全球不同蚂蚁的全基因组数据,澄清了蚁科物种复杂的亲缘关系,并追溯到蚂蚁的共同祖先约1.57亿年前的侏罗纪晚期。研究发现,蚂蚁演化过程中染色体经历了大量的重排事件,其染色体重排速率与物种多样性呈显著正相关。此外,研究还揭示了蚂蚁社会性状的演化与基因网络、核心信号通路的关联。

关键观点总结

关键观点1: 全球蚂蚁基因组联盟发表重要研究

该研究揭示了蚂蚁适应性辐射与社会性演化的遗传基础,为理解蚂蚁的社会性行为提供了重要依据。

关键观点2: 研究澄清了蚁科物种的亲缘关系

通过整合全球不同蚂蚁的全基因组数据,研究团队成功构建了蚁科的生命之树,涵盖了16个亚科中的12个。

关键观点3: 发现蚂蚁社会性状的遗传基础

研究指出,与嗅觉感知相关的基因家族在蚂蚁共同祖先的基因组中发生了显著扩增,这是社会通信的关键分子机制。此外,许多与蚁后-工蚁品级分化关联的基因也被发现,这些基因在社会分工和品级制度建立中扮演重要角色。

关键观点4: 蚂蚁染色体重排速率与物种多样性正相关

研究指出蚂蚁染色体数目变动范围较大,单倍体染色体数目从1到60都有。蚂蚁的染色体重排速率与物种多样性存在显著正相关,远高于其他脊椎动物类群。

关键观点5: 揭示核心信号通路在蚂蚁社会性演化中的作用

研究发现了蚂蚁社会性状的演化受到高度保守的信号通路调控,包括保幼激素、MAPK和胰岛素三大信号通路。这些通路中的核心蛋白在决定蚂蚁个体身份和分化中发挥着核心作用。


正文

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Cell 上发表了一项重磅研究,揭示了蚂蚁适应性辐射与社会性演化的遗传基础。

Cell 官网截图

研究团队通过整合全球163种不同蚂蚁的全基因组数据, 重构了蚁科的生命之树 涵盖现生蚂蚁16个亚科中的12个 ,343个属中的97个。这项成果 不仅澄清了蚁科物种复杂的亲缘关系,更是将蚂蚁的共同祖先追溯到约1.57亿年前的侏罗纪晚期 那是恐龙称霸地球的时代!

蚂蚁的系统发育关系及重要节点上社会性状形成(丁果 制)

研究团队发现,在蚂蚁共同祖先的基因组中,与嗅觉感知相关的基因家族发生了显著扩增,表明 蚂蚁的共同祖先已经具备社会通信的关键分子机制 。而在社会性复杂度高的正蚁类(Formicoid)(占现存蚂蚁约90%)的共同祖先中,则发现许多蚁后-工蚁品级分化关联的基因存在正选择信号,表明与蚂蚁社会分工相关的关键通路在白垩纪时期经历了强烈的选择压力,这 些关键通路在蚂蚁品级制度建立中具有关键作用

蚂蚁染色体数目变动范围非常较大,单倍体染色体数目从1~60都有。通过对蚁科17个代表性物种的染色体结构进行比较,研究团队发现蚂蚁演化过程中染色体经历了大量的重排事件,尤其在如弓背蚁、大头蚁等物种丰富的属中,染色体重排速率显著上升。进一步研究发现, 蚂蚁的染色体重排速率与物种多样性呈显著正相关,且远高于哺乳类、爬行类、鱼类等脊椎动物类群

有趣的是,尽管蚂蚁染色体整体上具有较高的基因组重排速率,其基因组中仍保留了约970个保守共线性区域块,形成核心基因调控网络。这些核心网络不仅调控基础发育与代谢,同时也支撑了复杂社会系统功能的实现。

研究还发现,蚂蚁社会性状的演化受到一套高度保守的信号通路调控,包括保幼激素、MAPK和胰岛素三大信号通路。 这些通路中的核心蛋白在决定蚂蚁个体身份







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