蚂蚁的性别决定与品级分化主讲人——于雪莲主要内容蚂蚁简介蚂蚁性别及品级划分蚂蚁品级
分化研究蚂蚁简介中文名称：蚂蚁别称：蚁、玄驹、昆蜉界：动物界门：节肢动物门纲：昆虫纲目：膜翅
目亚目：细腰亚目科：胡蜂总科、蚁科蚂蚁是一种有社会性的生活习性的昆虫，蚂蚁的触角明显的膝状弯曲，腹部有一、二节呈
结节状，一般都没有翅膀，只有雄蚁和没有生育的蚁后在交配时有翅膀，蚁后交配后翅膀即脱落。蚂蚁是完全变态型的昆虫，要经过卵、幼虫、蛹阶
段才发展成成虫。孟加拉稀切叶蚁长足蚁半腹蚁东方行军蚁敏捷扁头猛蚁米拉徳举腹蚁日本弓背蚁梅氏多刺蚁巨小家蚁性
别基因性别：无性染色体由某些基因决定性别染色体性别：由性染色体决定的性别，如，XY型ZW型；或由染色体倍数决定性别。
生殖腺性别：生殖器官的差别。它直接影响个体表型特征，也是判定个体性别的主要依据，因此称它为初级性征。表型性别：指雌雄之间的次
级性征和调节性行为的神经结构方面的差别。蚂蚁性别决定雄性：雌性蚁后：受精卵发育而来，具有生殖能力雄蚁是由不受精的
卵发育而来的单倍体蚁工蚁、兵蚁：受精卵发育而来，性腺发育缺陷，无生殖能力雄蚁蚁后工蚁兵蚁受精卵蚁后未受精卵幼虫
幼虫工蚁兵蚁公主雄蚁品级分化品级分化是生物非遗传多型性的一种现象。不仅是社会性昆虫而且包括全部生物，其个体发育过
程不仅会受到环境因素如温度、光照和营养等的影响，也会受个体之间相互作用的影响，其结果是个体的表现型可能发生某种程度的改变，这种现象
就是“表现型可塑性”（Nijhout,1994,1999）。社会性昆虫的主要特征之一是具有品级分化。雌性分化为生殖个体和
非生殖个体，非生殖个体间又有不同的分工。不同品级的个体在形态上也有所区别，群体内个体间互相合作，各司其职。蚂蚁品级划分任何蚁
群可划分为生殖型和非生殖型生殖型蚁后：有生殖能力的雌性，或称母蚁，又称蚁王，在群体中体型最大，特别是腹部大，生殖器
官发达，触角短，胸足小，有翅、脱翅或无翅。主要职责是产卵、繁殖后代和统管这个群体大家庭。雄蚁：或称父蚁。头圆小，上颚不发达，触
角细长。有发达的生殖器官和外生殖器，主要职能是与蚁后交配。非生殖型工蚁：又称职蚁。无翅，是不发育的雌性，一般为群体中
最小的个体，但数量最多。复眼小，单眼极微小或无。上颚、触角和三对胸足都很发达，善于步行奔走。工蚁没有生殖能力。工蚁的主要职责是建造
和扩大巢穴、采集食物、饲喂幼虫及蚁后等。兵蚁：“兵蚁”是对某些蚂蚁种类的大工蚁的俗称，是没有生殖能力的雌蚁。头大，上颚发达，可
以粉碎坚硬食物，在保卫群体时即成为战斗的武器。蚂蚁品级划分保幼激素是昆虫体内固有的激素之一，由内分泌器官咽侧体所合成，并把
它释放到血淋巴中，以维持幼虫的性状和促进成虫的生殖，但至今它们的作用模式尚未被完全理解。实验室的研究表明，保幼激素类似物
的应用导致产生过多的兵蚁(前兵蚁和中间品级)，而这些个体自己不能取食，并且主要依靠工蚁喂哺。工蚁的这种过量的喂哺任务将导致沉重负担
，这样就会造成已经产生的兵蚁的死亡，引起整个群体的营养崩溃和社会结构的破坏并最终导致群体的消亡。所以，保幼激素主要作用是调控蚂蚁的
品级分化。所以，清楚地揭示和理解保幼激素与蚂蚁品级分化的关系具有极其重要的意义，保幼激素对）品级分化的影响需要继续研究。蚂蚁品级
分化的研究蚂蚁品级分化的研究促性腺激素FSH和LH广泛存在于脊椎动物中，起着促进性腺发育、精卵成熟及刺激类固醇激素的产生。在
无脊椎动物中，也存在FSH和LH，用免疫组织化学染色技术，对FSH和LH在蚂蚁脑和性腺中的分布进行定位研究，并根据免疫组织化学染色
结果，推测这两种激素在拟黑多刺蚁品级分化中的作用。免疫反应结果显示：FSH免疫阳性神经细胞分布在雌蚁末龄幼虫及雌性繁殖蚁
婚飞前前脑右叶蕈形体背部kenyon细胞胞质及前脑右叶近中脑处，婚飞前雄蚁前脑左叶有FSH的免疫阳性反应细胞的分布，但较雌性为弱。
LH阳性反应细胞分布在雌蚁末龄幼虫、雌蚁婚飞前个体的前脑左叶，近中脑处，雄蚁婚飞前个体中脑左叶。早期幼虫、婚飞后繁殖蚁及工蚁各虫期
脑部均未见免疫阳性反应。FSH和LH均存在于婚飞前雌性繁殖蚁性腺脂肪体及雄性繁殖蚁性腺间质细胞中，在雌性繁殖蚁卵子发生早期滤泡
细胞中也有FSH的表达，但未见有LH阳性反应。精子发生过程中未见FSH和LH的阳性反应。研究结果表明，FSH和LH存在于
蚂蚁脑部和性腺中，其表达具有发育阶段性，并且在不同品级表达量不同，推测其可能调节蚂蚁的品级分化。Julian等报道，基因决
定品级分化是由杂交引起的。杂交的后代是工蜂或工蚁，而世系内部交配的后代是生殖个体，而且这种品级决定模式看起来在进化上是稳定的。H
elms报道了收获蚁中繁殖个体和非繁殖个体之间基因表达的不同，发现蚁王纯合子位点比想象的还要多，而工蚁则多是杂合位点。据此可将成年
蚁群分成2个极不相同的遗传分化组，显示了2个隐藏的品种而非1种。不同父系基因在这些后代中的不同表现反应了品级间遗传的不同。Hel
ms的研究发现蚂蚁异型酶基因在蚁王和工蚁中的不同是由于品级间遗传的不同而非基因的不同表达引起的。Hughes等发现在切叶蚁中同一
群体内不同父系的个体具有不同发育倾向，有的发育为大的，有的发育为小的工蚁，并且这种发育趋向在激素介导的环境作用的情况下是可塑的。工
蚁是杂交的产物，因此在红色收割蚁中",caste基因位点工蚁是杂合的，而蚁王则是纯合的，而且根据Myrt3基因的基因型可以推测个体
的品级。蚂蚁品级分化的研究不同品级起源问题，究竟是什么机理控制的呢？尽管经过许多科学家们的长期辛勤探索，至今还难以
得到令人满意的解答。以上研究，虽然能阐明某些蚂蚁王国中的秘密，但还不能令人口服心服，仍存在严重的缺陷。还有待我们的不懈努力，去攻克
。品级分化作为社会昆虫的重要特征，对研究其严密的组织性、严格的分工，以致庞大的群体可以如此高效的工作具有重要意义；对于社
会化的人，特别是现在社会分工越来越复杂越细致，有重要借鉴作用；部分社会昆虫具有很大的药用和营养价值，品级分化的研究，对其饲养有重要帮助；也为研究有性生殖的产生机理有很大帮助；了解了品级分化机理也对蚁类防治有重要价值。前景展望Thankyou! |
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