重构蚁科的“生命之树”，华大参与的这项研究成果登上《细胞》

6月16日，由武汉华大生命科学研究院参与组织的“全球蚂蚁基因组联盟”（GAGA）在国际顶级学术期刊《细胞》（Cell）上发表了一项重磅研究，这项研究历时数年，揭示了蚂蚁适应性辐射与社会性演化的遗传基础。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”。这项成果不仅澄清了蚁科物种复杂的亲缘关系，更将蚂蚁的共同祖先追溯到约1.57亿年前的侏罗纪晚期。

研究论文截图。来源：《细胞》

蚂蚁的系统发育关系及重要节点上社会性状形成（丁果 制）

据介绍，研究团队整合的全基因组数据涵盖现生蚂蚁16个亚科中的12个，343个属中的97个。团队通过这些数据发现，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。这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（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。这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。

在此项研究中，团队还对蚁科染色体结构，以及保幼激素、MAPK和胰岛素三大信号通路等进行研究。

蚂蚁不同品级的演化（丁果 制）

文章共同第一作者、中国科学院大学与华大生命科学研究院联合培养博士熊子军介绍说：“以保幼激素和胰岛素信号为核心的保守通路在蚂蚁社会性演化中发挥着重要作用，蚂蚁中许多社会性状之间存在显著的相关性，共同塑造了蚂蚁表型的多样性。我们的研究从基因水平、基因家族、基因调控网络和保守信号通路等多维度深入揭示了驱动蚂蚁社会性演化的分子遗传基础。”

役奴蚁方结俄蚁工蚁（大）和奴隶蚁原蚁小工蚁（小）（冉浩 摄）

文章共同通讯作者、中国科学院昆明动物研究所刘薇薇副研究员补充道：“研究加深了我们对社会性演化的理解，不仅构建了全面的性状/生活史数据集，而且建立了候选基因与蚂蚁社会性相关性状的功能联系，这为解析动物复杂性状的遗传机制提供了重要启示。”

“从宏观演化层面，我们的研究阐释了基因组演化和蚂蚁物种辐射性演化的相关性。通过对不同社会组织结构的蚂蚁物种的比较，我们寻找到与蚂蚁生殖分工和社会性特征相关的关键调控基因，揭示了基因网络-社会性特征网络协同演化。”项目的主要发起人、文章通讯作者、浙江大学生命演化研究中心张国捷教授总结说，“在基因网络模块重塑的过程中，不同表型性状相互关联、协同演化，最终促进了蚂蚁物种和社会性状的多样化。”

（本文图片由华大提供）

编辑 高原 审读 张蕾 二审 张玉洁 三审 万晖