雄性蚂蚁几乎就是会飞的精子(以及其他惊人的蚂蚁事实)

在碾死这些迷人的生物之前,请三思。

今年你看到过蚂蚁吗?在英国,它们很可能是黑色花园蚂蚁,学名为Lasius niger——这是欧洲最常见的蚂蚁。它们是12,000到20,000个物种中的一种,它们是园丁们的公敌——但也十分迷人。

这些小小的、黑色的、无翅的工蚁在人行道上奔跑,爬上你的植物照料蚜虫,或者从你的厨房里搜集美味的食物。而偶尔在温暖的夏日晚上出现的飞蚁,实际上是这些无翅工蚁的繁殖同胞。以下是您还需要了解的其他信息:

1. 你看到的大多数蚂蚁都是雌性

蚂蚁拥有一个等级制度,职责分明。蚁后是蚁群的创始人,她的职责是产卵。工蚁全是雌性,这个姐妹团负责蚁群的和谐运作。

她们的任务范围很广,包括照顾蚁后和幼蚁、觅食、处理蚁群内的冲突以及垃圾处理。工蚁很可能永远不会有自己的后代。绝大多数卵会发育成工蚁,但一旦蚁群准备好,蚁后就会产下下一代繁殖蚁,它们将去开始自己的蚁群。

一只雌性蚂蚁的命运,无论是成为工蚁还是蚁后,主要由饮食决定,而不是遗传。任何雌性蚂蚁幼虫都可以成为蚁后——那些成为蚁后的会得到蛋白质含量更丰富的饮食。其他幼虫摄入的蛋白质较少,这会导致它们发育成工蚁

2. 雄蚁基本上就是会飞的精子

ant genealogy
雄蚁有母亲但没有父亲。作者提供

与人类拥有X和Y染色体不同,蚂蚁的性别由其基因组副本数量决定。雄蚁由未受精卵发育而来,因此从父亲那里接收不到基因组。这意味着雄蚁没有父亲,也不能有儿子,但它们有祖父,并且可以有孙子。相比之下,雌蚁由受精卵发育而来,拥有两个基因组副本——一个来自父亲,一个来自母亲。

雄蚁的作用就像会飞的精子。由于只有一个基因组副本,它们每一个精子都携带与自身基因相同的DNA。而且它们的任务很快就结束了,交配后不久就会死亡(尽管它们的精子有时可以存活多年)。基本上,它们的唯一任务就是繁殖。

ants eating a cupcake
让它们吃蛋糕吧。Shutterstock

3. 交配后蚁后数周不进食

当条件温暖湿润时,有翅的处女王和雄蚁会离开巢穴寻找配偶。这就是在“飞蚁日”看到的景象。在L. niger中,交配发生在空中,通常在数百米高处(因此需要好天气)。之后,蚁后会落到地面并脱掉翅膀,而雄蚁则迅速死亡。交配过的蚁后会选择一个巢穴地点,并钻入土壤中,土壤因最近的降雨而变得更松软。

一旦进入地下,蚁后将数周不进食——直到它们产下自己的女儿工蚁。它们利用脂肪储备和冗余的飞行肌肉提供的能量来产下第一批卵,并利用在婚飞中储存的精子使其受精。正是这些来自早已死去的雄蚁的同一批精子,使蚁后能够在一生中持续产下受精卵。蚁后再也不会交配了。

4. 蚂蚁的筑巢方式:合作、死亡和奴役

有时,两只L. niger蚁后会联合起来建立一个巢穴。这种最初的合作关系——提高了建立蚁群的几率——在新成虫工蚁出现后就会解散,然后蚁后们会殊死搏斗。更令人不安的是,L. niger蚁群有时会窃取邻居的蚁卵,把它们当作奴隶使用。

奴役行为在许多蚂蚁物种中都有进化,但它们也表现出非凡水平的合作。一个极端的例子是阿根廷蚂蚁(Linepithema humile)的一个“超级蚁群”,它绵延3,700英里(约6000公里)的欧洲海岸线,从意大利一直延伸到西班牙西北部,由字面意义上的数十亿来自数百万合作蚁巢的工蚁组成。

5. 蚁后可以活几十年,雄蚁活一周

在建立了自己的蚁群后,蚁后的工作并未结束,未来还有许多年的产卵任务。在实验室中,L. niger蚁后曾活了近30年。工蚁大约活一年,雄蚁活不过一周(尽管它们的精子能活得更长)。寿命如此巨大的差异纯粹是由于它们的基因开启和关闭的方式。

6. 蚂蚁可以帮助人类和环境

蚂蚁对全球生态系统有着重大的影响,它们的作用多种多样。虽然有些蚂蚁被视为害虫,但另一些则充当生物防治剂。蚂蚁通过传播种子为植物授粉并改善土壤质量来使生态系统受益。蚂蚁也可能使我们的健康受益,作为新药物的潜在来源,例如抗生素

所以,下次当你看到一只蚂蚁时,在你想到要杀死它之前,请考虑一下它究竟有多么迷人。

Charlie Durant 和 Max John 是莱斯特大学遗传与基因组生物学系的博士候选人,Rob Hammond 是莱斯特大学遗传与基因组生物学系的讲师。本文最初发布于The Conversation

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