<p>在過去的五年里，沃林&middot;&ldquo;巴克&rdquo;&middot;特里布爾一直做著同樣的夢。他在實驗室里用CRISPR技術(shù)調(diào)整一只野生工蟻的基因。,噗!就像蟻科的童話故事一樣，卑微的勞動者變成了女王&mdash;&mdash;或者至少像女王一樣。</p> <p>&nbsp;</p> <p>&ldquo;我開始哭，&rdquo;特里布爾說，&ldquo;因為高興。&rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <p>特里布爾的夢想可能還沒有實現(xiàn)。但是他和來自哈佛大學(xué)和洛克菲勒大學(xué)的一組研究人員最近發(fā)現(xiàn)了一個巨大的線索，可以解釋為什么一些螞蟻成為工蟻&mdash;&mdash;不知疲倦的仆人，為他們的殖民地提供食物、住房和照顧&mdash;&mdash;而另一些螞蟻成為蟻后&mdash;&mdash;有翅膀的、產(chǎn)卵的有閑階級成員，享受所有勞動的成果。這個謎團(tuán)的答案可能會讓我們深入了解另一個與人類發(fā)展無關(guān)的問題。</p> <p>&nbsp;</p> <p>研究人員發(fā)現(xiàn)的線索涉及一種更難以捉摸的螞蟻類型:群居寄生蟲，或沒有工蟻可剝削的蟻后，它們必須尋找并寄生其他物種才能生存。在最近發(fā)表在《當(dāng)代生物學(xué)》(Current Biology)上的一篇論文中，該團(tuán)隊報告了在克隆突襲蟻(一種無蟻后物種)群體中發(fā)現(xiàn)了一種類似蟻后的突變體。這種類蟻后突變體的自發(fā)誕生與之前關(guān)于寄生蟻后如何進(jìn)化的理論相矛盾，具有更廣泛的意義。</p> <p>&nbsp;</p> <p>&ldquo;螞蟻成為工蟻或蟻后的方式，實際上與人體組織生長在小型個體和大型個體之間的差異是一樣的，&rdquo;約翰&middot;哈佛大學(xué)杰出科學(xué)研究員、該論文的主要作者特里布爾說。在青春期，人類會長成成人大小的身體，身體的每個部位，從心臟到腳趾，都以某種方式長到合適的大小。如果出現(xiàn)問題，這種比例誤差可能會導(dǎo)致疾病或功能障礙。</p> <p>&nbsp;</p> <p>&ldquo;這是一個棘手的問題，&rdquo;特里布爾說。&ldquo;我們真的不知道器官大小如何隨身體大小變化。這是一個巨大的謎團(tuán)。&rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <p>像女王一樣的突變體為探索這個謎團(tuán)提供了一個難得的機(jī)會。</p> <p>&nbsp;</p> <p>&ldquo;第一個破壞東西的突變體可以成為一個真正強(qiáng)大的工具，&rdquo;Trible說。如果一個生物過程中斷，產(chǎn)生的突變就像一個路標(biāo)，指向它背后的組織、細(xì)胞、基因和蛋白質(zhì)。</p> <p>&nbsp;</p> <p>巴克&middot;特里布爾。</p> <p><br />巴克&middot;特里布爾(Buck Trible)在談到發(fā)現(xiàn)的螞蟻突變時說:&ldquo;它們本該是工蟻的地方出現(xiàn)了問題，但它們正在變成微型蟻后，因為它們無法控制自己，因為有些東西不對勁。&rdquo;</p> <p><br />早在2015年，第一批像女王一樣的突變體出現(xiàn)在洛克菲勒大學(xué)丹尼爾&middot;克洛諾爾教授的實驗室里。起初，Trible和他的實驗室伙伴不確定他們是什么，更重要的是，他們是如何到達(dá)那里的。特里布爾說，從來沒有人報告說看到過蟻后或有翅膀的雌性克隆突襲蟻。然而，這些長相怪異的生物有一個特別明顯的特征:翅膀或突變翅膀脫落的疤痕。</p> <p>&nbsp;</p> <p>Trible的一些同行提出，這些突變體是由某種環(huán)境沖擊造成的&mdash;&mdash;可能是過度進(jìn)食，或者高溫。特里布爾有另一種猜測:這些突變體有翅膀和女王一樣的特征，但身體大小與工蜂相同。</p> <p>&nbsp;</p> <p>他說:&ldquo;它們本該是工人的地方出了問題，但它們卻變成了迷你女王，因為它們?nèi)滩蛔?，因為有些事情不對勁?amp;rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <p>此前，生物學(xué)重量級人物，如查爾斯&middot;達(dá)爾文、威廉&middot;莫頓&middot;惠勒和哈佛大學(xué)的愛德華&middot;o&middot;威爾遜都認(rèn)為，寄生的蟻后會逐漸進(jìn)化成蟻后一樣的工蟻大小的螞蟻。</p> <p>&nbsp;</p> <p>例如，一個殖民地可能會被一條河流分開。生物學(xué)家推測，這種隔離可能會讓一個群體進(jìn)化出這些寄生特征，并將它們遺傳給后代。后來，如果蟻后再次遇到工蜂，一些工蜂就能滲透到蟻群中，獲得進(jìn)化上的好處。</p> <p>&nbsp;</p> <p>然而，還沒有人發(fā)現(xiàn)過一個滿是蟻后的蟻群，甚至沒有發(fā)現(xiàn)過具有部分但不是全部寄生特征的螞蟻，這并不奇怪。寄生蟲不能獨立生存。它們不覓食，不挖隧道保護(hù)自己，也不照顧幼崽。特里布爾說，如果一個像女王一樣的突變體自發(fā)地出生在一個工蟻群落中，她將有兩個選擇:死亡和滅絕，或者寄生在她的同類身上。Trible的自發(fā)突變體也不覓食;他們漫步。</p> <p>&nbsp;</p> <p>Trible在實驗室的10000只螞蟻群體中又發(fā)現(xiàn)了14個類似蟻后的突變體。為了證明它們來自基因異常，而不是環(huán)境壓力，他培育了它們。他們的女兒也都長了翅膀。&ldquo;就在那一刻，所有人都站得筆直，認(rèn)真對待這件事，&rdquo;特里布爾說。</p> <p>&nbsp;</p> <p>突變體不能生出工蟻;如果一個工蜂飼養(yǎng)了一個突變體的蛋，它也會長出翅膀，像女王一樣。顯然，這兩個種姓的模板來自于他們的基因&mdash;&mdash;或者更確切地說，是他們的超基因。</p> <p>&nbsp;</p> <p>一個表基因，就像女王的啟動套件一樣，是一次性遺傳的基因的集合。通過全基因組測序，研究人員發(fā)現(xiàn)突變體的一條染色體發(fā)生了突變，而這條染色體似乎包含了一個表基因。對于像女王一樣的突變體，入門套件包括如何生長它們奇怪的身體和翅膀的物理說明以及行為說明。</p> <p>&nbsp;</p> <p>這種類似蟻后的突變體的初始基因包包含大約200個基因，其中許多與激素有關(guān)，更具體地說，是螞蟻版的雌激素。Kronauer在洛克菲勒大學(xué)的新聞發(fā)布會上說，這些基因(編碼細(xì)胞色素p450酶)的一個突變就能影響螞蟻的形狀、產(chǎn)卵(蟻后傾向于產(chǎn)更多的蛋)和寄生行為。&ldquo;這一切都可以在一個突變步驟中發(fā)生變化。&rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <p>這表明，蜂王不是孤立地進(jìn)化個體特征，而是在一代人的時間內(nèi)突然出現(xiàn)在她的宿主群體中，完全做好了成為寄生蟲的準(zhǔn)備。</p> <p>&nbsp;</p> <p>&ldquo;他們都在同一個保護(hù)傘下協(xié)調(diào)，&rdquo;特里布爾說。這意味著蜂王的翅膀、眼睛和卵巢可能會因為一組指令而不是單獨的信號而長到合適的大小。&ldquo;這是一件大事，&rdquo;特里布爾繼續(xù)說，&ldquo;因為這意味著可能存在一種激素，甚至可能在人類體內(nèi)。&rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <p>當(dāng)然，僅僅因為蟻后可以這樣出生并不意味著寄生蟲在野外就是這樣出生的。接下來，研究小組計劃研究野生螞蟻物種是否具有超基因，以及它們的寄生女王是否由通常會產(chǎn)生工蟻的幼蟲自發(fā)產(chǎn)生。與此同時，特里布爾將繼續(xù)夢想著，有一天，他能很好地理解突變體的基因起源，在他的實驗室里再造它們。</p> <p>&nbsp;</p> <p>Trible說:&ldquo;重要的是這種突變體的存在。&rdquo;&ldquo;沒人見過變種人。這完全是前所未有的。&rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <blockquote> <p>注：本文由院校官方新聞直譯，僅供參考，不代表指南者留學(xué)態(tài)度觀點。</p> </blockquote>