原標(biāo)題：生物學(xué)上第一次！科學(xué)家發(fā)現(xiàn)首個有兩套DNA的動物

黃瘋蟻得名于它們在受到干擾后的瘋狂舉動。德國研究人員的一項研究稱，它們之所以瘋狂還有另一個原因——雄性黃瘋蟻是兩種敵對細(xì)胞譜系的混合體。其他生物有時也會形成這樣的嵌合體，但這通常是一種發(fā)育，而黃瘋蟻卻是已知的第一種將這種特性作為生命基本特征的動物。相關(guān)研究4月6日發(fā)表于《科學(xué)》。

黃瘋蟻是一種臭名昭著的入侵物種，主要分布在東南亞和大洋洲，對無脊椎動物甚至一些小型哺乳動物構(gòu)成威脅。在爪哇南部的澳大利亞圣誕島，黃瘋蟻捕殺了大量該地區(qū)特有的紅蟹。

關(guān)于黃瘋蟻怪異生物學(xué)特征的第一個線索來自對其基因組中散布的遺傳標(biāo)記的研究。雄性黃瘋蟻似乎攜帶了兩個版本的遺傳標(biāo)記。這是一個令人困惑的特征，因為在大多數(shù)螞蟻中，雄性螞蟻是由未受精卵發(fā)育而來，因此只有一個基因組拷貝。

一些螞蟻物種偶爾會有“二倍體”雄性，即有兩個基因組拷貝，但這些雄性通常是不育的。德國美茵茨大學(xué)進(jìn)化生物學(xué)家HugoDarras指出，黃瘋蟻的所有雄性都是二倍體，這真的很奇怪，似乎完全說不通。

為了確定發(fā)生了什么，Darras團(tuán)隊分析了從東南亞收集的黃瘋蟻單個細(xì)胞。他們發(fā)現(xiàn)，每個雄性細(xì)胞只包含螞蟻基因組的一個拷貝，但這種基因組在細(xì)胞之間是不同的。有些細(xì)胞擁有存在于蟻后中的譜系，由“R”染色體定義，而其他細(xì)胞則攜帶不同基因組的一個單獨拷貝，由“W”染色體定義。

蟻后的細(xì)胞中有兩個W基因組拷貝，而不育的雌性工蟻的每個細(xì)胞中都有每個譜系的一個拷貝。Darras團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)，雄性的嵌合體在螞蟻的種姓制度中起著至關(guān)重要的作用。

所有蟻后的卵細(xì)胞都攜帶R基因組的一個拷貝。如果這個卵子被具有R基因組的精細(xì)胞受精，就會產(chǎn)生一個蟻后。然而，如果卵子被W受精，則有兩種可能的結(jié)果：如果兩個含有基因組的細(xì)胞核融合，就會形成二倍體工蟻；如果細(xì)胞核不融合，卵子就會發(fā)育成一個嵌合的雄性，一些細(xì)胞攜帶R基因，另一些細(xì)胞攜帶W基因。

美國洛克菲勒大學(xué)生物學(xué)家DanielKronauer說：“就我們所知，這是一種無與倫比的生物學(xué)現(xiàn)象?！秉S瘋蟻的嵌合體可能有助于提高該物種逃避生態(tài)系統(tǒng)不利影響的能力。蟻后有專門的器官儲存來自多個雄性的。這意味著一個單獨儲存R和W的蟻后可以建立一個新的蟻群。

澳大利亞詹姆斯·庫克大學(xué)生態(tài)學(xué)家LoriLach想知道，研究人員是否可以利用它們奇特的生物學(xué)特性阻止螞蟻種群擴大。

相關(guān)論文信息：

https://doi.org/10.1126/science.adf0419

（原標(biāo)題為《生物學(xué)上第一次！科學(xué)家發(fā)現(xiàn)首個有兩套DNA的動物》）

（來源：辛雨/中國科學(xué)報）