摘要：在意大利西西里岛阳光普照的田野中，进化生物学家们发现了一个深刻的生物学悖论。一种名为伊比利亚收获蚁（Messor ibericus）的物种在这里繁衍生息，构建了庞大的地下王国。然而，根据生物学法则，这些蚁群本不应存在。它们的生存与繁殖，依赖于与一个亲缘关系遥远
在意大利西西里岛阳光普照的田野中，进化生物学家们发现了一个深刻的生物学悖论。一种名为伊比利亚收获蚁（Messor ibericus）的物种在这里繁衍生息，构建了庞大的地下王国。然而，根据生物学法则，这些蚁群本不应存在。它们的生存与繁殖，依赖于与一个亲缘关系遥远的物种——Messor structor蚂蚁的雄性进行交配。但问题在于，经过广泛搜寻，科学家们在整个岛上未曾发现任何一个M. structor的蚁群。那么，这些“幽灵父亲”从何而来？这个谜题的答案，最终揭示了一种前所未见的、几乎挑战了物种定义的生命策略：一个物种的蚁后，竟然能够主动克隆出另一个完全不同物种的雄性，并将其作为繁殖工具，从而“奴役”其基因组为己所用。
这项突破性的研究发表在顶尖学术期刊《自然》上，它不仅揭示了蚂蚁世界中一个奇异的篇章，也迫使我们重新审视关于遗传、物种隔离和共生关系的传统观念。故事始于法国蒙彼利埃进化科学研究所的进化生物学家乔纳森·罗米吉耶（Jonathan Romiguier）及其团队的一次常规野外考察。他们注意到，在欧洲大陆，M. ibericus和M. structor的栖息地常常重叠，前者通过一种被称为“性寄生”的策略生存：M. ibericus的蚁后必须与M. structor的雄蚁交配，才能产下具备杂种优势、负责觅食和筑巢的杂交工蚁。这些工蚁是不育的，它们是维持蚁群运转的劳动力。
然而，西西里岛的景象打破了这一常规。这里只有M. ibericus，没有M. structor。一个依赖“宿主”物种才能繁衍的寄生者，如何在宿主缺席的情况下独自壮大？第一个线索来自蚁巢内部。当研究人员解剖这些纯M. ibericus蚁群时，他们惊讶地发现了两种形态截然不同的雄蚁。基因测序证实了这一惊人的发现：蚁巢中同时存在着纯种的M. ibericus雄蚁和纯种的M. structor雄蚁。一个本不应出现在岛上的物种，却活生生地出现在了另一个物种的巢穴深处。
进一步的遗传分析将谜团推向了高潮。结果显示，这些巢内的M. structor雄蚁，其细胞核中的DNA与欧洲大陆的M. structor种群完全一致，但它们的母亲，毫无疑问，是M. ibericus的蚁后。这一发现近乎于生物学的“异端”：一个物种的母亲，产下了另一个物种的儿子。
最终，科学家们拼凑出了这个令人难以置信的生殖循环的全貌。M. ibericus的蚁后演化出了一种双轨并行的生殖能力。一方面，它通过传统的有性生殖，利用自身卵子与同种雄蚁的精子结合，产下能够继承其王位的纯种M. ibericus雌性（未来的蚁后）和用于繁殖的纯种雄性。另一方面，它掌握了一项惊人的“生物技术”：通过一种尚不完全明了的细胞分裂机制，产下仅含有M. structor遗传物质的未受精卵。这些卵会发育成功能齐全的M. structor雄蚁。
这些被“凭空制造”出来的M. structor雄蚁，实际上是其母亲的克隆工具，它们的唯一使命就是为它们的“异族母亲”提供精子。随后，M. ibericus蚁后会与这些被克隆出的雄蚁交配，利用它们的精子来受精自己的卵子，从而生产出庞大的、具有杂交优势的工蚁军团。从本质上讲，M. ibericus蚁后已经将M. structor的整个基因组“驯化”成了一个可再生资源，一个确保其自身社会繁荣的活体工具。
罗米吉耶将这一现象比作一种基因组层面的“驯化”，其深刻程度令人震惊。他指出，这两个物种在进化树上大约于五百万年前分道扬镳，这一时间跨度“差不多就是人类和黑猩猩分化的时间”。想象一下一个人类能够产下一个黑猩猩，这便是该发现在生物学上的震撼之处。哥本哈根大学的进化生物学家雅各布斯·布姆斯玛（Jacobus Boomsma）在评论这项工作时称其为“一个奇妙而又怪异的故事，这个系统允许一些几乎难以想象的事情发生”。
然而，这个看似天衣无缝的系统也留下了一个有趣的生物学“指纹”。尽管被克隆出的M. structor雄蚁的细胞核DNA是纯正的，但它们的细胞质，特别是负责能量代谢的线粒体，却继承自它们的M. ibericus母亲。线粒体拥有自己独立的DNA，并且是母系遗传的。这意味着，这些克隆雄蚁是携带“异族”线粒体的嵌合体。
这个微小的差异带来了戏剧性的后果。当研究人员将这些在M. ibericus巢中长大的克隆M. structor雄蚁放入一个真正的大陆M. structor蚁群时，尽管它们在外观上几乎无法区分，却会立即被当作入侵者识别出来并杀死。原因在于，蚂蚁的身份识别高度依赖信息素，而这些化学信号的表达与母系遗传背景密切相关。携带M. ibericus线粒体和信息素的克隆雄蚁，在“同胞”眼中是一个不可容忍的“外来者”，一个披着羊皮的狼。
这一发现为我们理解物种的边界提供了全新的视角。物种通常被定义为能够相互交配并产生可育后代的群体，物种之间存在生殖隔离。但M. ibericus的策略，通过一种高度不对称的性寄生，巧妙地利用并操纵了另一个物种的遗传资源，模糊了这一界限。
罗米吉耶甚至将这种关系与生命史上一次更为古老的、里程碑式的事件——线粒体的起源——进行类比。十多亿年前，一个原始的宿主细胞吞噬了一个细菌，后者最终演化为细胞的“能量工厂”线粒体，形成了真核生物。如今，几乎所有动植物和真菌的细胞内都共存着两套基因组：细胞核基因组和线粒体基因组。M. ibericus对M. structor基因组的“俘获”，在某种意义上，也创造了一个在更高组织层次上（蚁群社会）运行的、包含两种不同核基因组的共生系统。
当然，正如布姆斯玛所指出的，这种奇特的性寄生策略是否能在进化上取得像线粒体共生那样巨大的成功，并广泛传播开来，还有待观察。它可能只是一种高度特化、在特定环境下才能成功的进化奇观。
尽管如此，正如巴黎高等研究院实用学院的进化生态学家克劳迪·杜姆斯（Claudie Doums）所言：“蚂蚁真是太神奇了，它迫使我们以开放的心态去发现非传统的交-配系统。” Messor ibericus的故事，不仅仅是一个关于蚂蚁的奇闻异事，它更是一个深刻的提醒：在看似熟悉的自然界中，生命的规则远比我们想象的更加灵活、怪诞和富有创造力。它证明了进化是一个不拘一格的“修补匠”，为了生存和繁衍，它可以打破常规，创造出挑战我们既有认知框架的解决方案。
来源：人工智能学家
