科技日?qǐng)?bào)記者 張佳欣

在秩序井然的螞蟻王國里，每只個(gè)體都肩負(fù)不同使命。大多數(shù)螞蟻終其一生默默勞作；而少數(shù)幸運(yùn)兒則羽翼豐滿、體型龐大，成為唯一能繁衍后代的“女王”。

但一只小小的螞蟻幼蟲，是如何“決定”自己成為工蟻還是蟻后的？是天生注定，還是后天培養(yǎng)？最近，美國洛克菲勒大學(xué)的科學(xué)家揭開了這一謎團(tuán)——體型和基因共同書寫了螞蟻的命運(yùn)劇本。

你或許注意過，蟻后與工蟻簡直判若兩“蟻”。蟻后體形碩大，擁有翅膀、發(fā)達(dá)的復(fù)眼和巨大的卵巢；而工蟻小巧無翅，多數(shù)甚至放棄生育權(quán)利。奇妙的是，這兩種截然不同的個(gè)體，往往來自完全相同的基因。這種“同基因不同命”的現(xiàn)象，被稱為“發(fā)育可塑性”。

但螞蟻是否像果蠅那樣，某些性狀可以脫離體型獨(dú)立變化？學(xué)界長期爭論不休。為破解這個(gè)謎題，科學(xué)家選用了一個(gè)特別的研究對(duì)象：畢氏卵角蟻。這種螞蟻沒有傳統(tǒng)意義上的女王，群體中的個(gè)體都是通過克隆產(chǎn)生，基因一模一樣，堪稱昆蟲界的“同卵多胞胎”。通過精確控制食物、溫度等環(huán)境因素，科學(xué)家設(shè)計(jì)了一場前所未有的“螞蟻人生模擬實(shí)驗(yàn)”。

科學(xué)家先給基因相同的幼蟲設(shè)置不同生存難度，有的“衣食無憂”，有的“節(jié)衣縮食”。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，吃得差的幼蟲普遍體型較小，成為工蟻的可能性也更大。但令人驚訝的是，如果某只能突破體型臨界值，即便在饑餓環(huán)境下，它仍然會(huì)展現(xiàn)出“女王范”。

接下來，科學(xué)家讓不同基因型的幼蟲在相同環(huán)境中成長。結(jié)果更戲劇化，他們發(fā)現(xiàn)編號(hào)為“M”的基因型螞蟻就算長得比同類矮小，也更容易獲得蟻后特征；而另一些“A”型螞蟻，則必須長到更大體型才能解鎖“女王權(quán)限”。

科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，環(huán)境決定了螞蟻長到多大，而基因決定體型如何轉(zhuǎn)化。換句話說，螞蟻可以通過環(huán)境努力長大，但能不能成為“女王”，還得看出生“編碼”。

這項(xiàng)研究破解了螞蟻社會(huì)的關(guān)鍵機(jī)制，為理解復(fù)雜群體如何組織和演化提供了新視角。這種精密的分工機(jī)制，也許正是自然界最了不起的演化成果之一。