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它们有着高度组织化的大家庭；它们分工明确，各司其职；它们合作无间，大局为重。它们是，真社会性动物的典型代表——蚂蚁。 长期以来，蚂蚁的群体一直是使科学家们兴致盎然的研究主题。在最新一期的《科学》杂志上，美国宾夕法尼亚大学的雪莉·贝格（Shelley L. Berger）和同事又揭开了关于蚂蚁分工的一大问题。 贝格研究组的研究对象是一种叫佛罗里达弓背蚁（Camponotus floridanus）的蚂蚁。和许多其他蚂蚁一样，它们每个蚁群中都有一个只繁殖不干活的蚁后，负责产下足够的卵去维系自己的部落。其中，不受精的卵会发育成雄蚁，而受精的卵则绝大部分会发育成雌性工蚁，负责守卫巢穴和搜寻食物。 具体而言，工蚁又分为两种——那些个头大一点的（Major）负责保卫巢穴，击退敌人，不妨称为“守卫蚁”；而个头小一点的（Minor）则主要负责探索周边环境，找到食物喂饱大家，不妨称为“觅食蚁”。 而令人惊讶的是：它们的基因几乎是一样的！大家都是工蚁，为什么一些个大就只用看家，“天生劳碌命”的就要奔波糊口、养一家子？ 佛罗里达弓背蚁的工蚁依据体型具有不同的分工。个头较小的工蚁（上）具有明显的觅食行为，而个头较大的工蚁（下）几乎不参与觅食。 亲姐妹之间的巨大差异，并不是基因序列本身导致的，而是这些基因表达的方式——是对同一遗传指令的不同“解读”程度，造就了它们的形态和行为差异。 相对娇小的觅食蚁（Minor）和头大身长的守卫蚁（Major）其实有着几乎相同的基因组。既然如此，有没有办法让守卫去干觅食的活？图片来源：Carla Schaffer/AAAS 研究发现，随着蚂蚁的发育，有一些基因的修饰发生了不同。其中一个编码组蛋白脱乙酰酶的基因H3K27ac似乎就具有典型的“阶级特异性”——不同职能的工蚁，这一基因的表达状况大相径庭。 于是，邪恶的人类出场了，他们决定给蚂蚁喂药——贝格的研究小组首先使用了不同浓度、不同抑制强度的药物，抑制基因表达。随着药物抑制强度的增加，“劳碌命”的小工蚁觅食和侦查的行为变得更为明显。而药物的轻度抑制能够使得司职守卫的大工蚁也开始觅食，但提高抑制强度后，它们反而无动于衷。 为什么同样的药物会有不同的效果？研究人员推测，这可能是已经发育成熟的“守卫”对药物不再敏感。 为了验证这一点，研究人员对刚羽化的守卫蚁下手了（禽兽哇！）。由于这些守卫蚁在大脑仍在发育的时候即被注射用于抑制基因功能的药物，最终，它们的行为与觅食蚁趋于一致。一针过后，这些年轻守卫蚁会放下“只干架不觅食”的架子，死心塌地地参与觅食和侦查，而这一效果在长达30-50天的时间中仍未消失。 通过改变守卫蚁相关基因的表达情况，研究者成功改变了守卫蚁的行为模式，让“绝不觅食”（Will not forage for food）的守卫蚁参与觅食。图片来源：Carla Schaffer/AAAS 至少从目前的数据看，促成工蚁的分工差异原因在于基因表达的不同修饰，而非基因本身的不同，或许这样的差异能让蚁群适应快速变换的环境？在食物丰沛的日子里，也许觅食不是一件困难的事情，更多的蚂蚁会投入保卫巢穴的战争；而在食物短缺的日子里，也许觅食和侦查的人手不足，这样就需要由更多的觅食蚁。毕竟，相比于基因差异，修饰上的不同改变起来可容易多了。 而人类对这些蚂蚁做的“坏事”也很有意义：这说明利用表观遗传学的手段，人们能够对群居性昆虫的分工行为进行定向改造。在一个复杂的社群网络中，从单一因素入手，没准儿能让研究变得简单。说不定有一天，这种思路在病虫害防治中起到大作用呢？（编辑：Calo） |
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