一母生两族：新研究揭示蚂蚁“异种生殖”奇观

·在演化的长河中，物种间的界限并非不可逾越。

“龙生龙，凤生凤”是生物学的一条基本法则，生物体产生的后代必然属于同一物种。近日一项研究发现，一种名为伊比利亚收获蚁（Messor ibericus）的蚂蚁可能颠覆了这个常识：它们的蚁后可以产下两个不同物种的蚂蚁。该研究由来自法国蒙彼利埃大学等机构的科研团队完成，于9月3日发表在《自然》（Nature）杂志上。

蚁群里的个体通常分为三类，包括负责产卵的蚁后，为繁殖提供精子的雄蚁以及负责觅食、养育、筑巢的主要“劳动力”工蚁。

研究发现，伊比利亚收获蚁的工蚁体内带有另一种“工匠收获蚁”（Messor structor）的基因，但这并非杂交的结果，而是蚁后从工匠收获蚁雄蚁的精子直接克隆出来的“复制品”。这一“异种生殖”现象不仅刷新了人类对蚂蚁生殖机制的认知，还首次提供了雌性主动“繁殖”另一物种的直接证据。

研究人员在伊比利亚收获蚁的工蚁体内发现工匠收获蚁的基因后，很快意识到了一个问题：这些工蚁在意大利西西里岛的栖息地距离已知的工匠收获蚁种群有上千公里之遥，它们是如何跨越千山万水完成交配的？

为了解开这个谜题，研究团队耗时五年，对欧洲超过120个蚁群进行了研究，并对数百只蚂蚁进行了基因组测序。当他们将伊比利亚收获蚁蚁后产下的卵带回实验室培育时，惊人的一幕发生了：从同一个蚁后产下的卵中，孵化出了两种外形截然不同的雄蚁——一种毛发浓密，另一种几乎没有毛。

在蚂蚁分类学中，毛发是区分物种的重要特征之一。基因测序证实了他们的猜想：毛发浓密的雄蚁是纯种的伊比利亚收获蚁，而那些几乎无毛的雄蚁，其细胞核DNA竟完全属于远在千里之外的建造收获蚁。然而，这些“异族”雄蚁的线粒体DNA（由母方遗传）却又和它们的伊比利亚收获蚁母亲完全一致。

这意味着，伊比利亚收获蚁蚁后不仅能产下本物种的后代，还能“凭空”生出另一个物种的雄蚁。

研究人员推断，这个演化故事的起点是一种被称为“精子寄生”（sperm parasitism）的现象。在数百万年前，伊比利亚收获蚁的蚁后因某种未知原因失去了生产本物种工蚁的能力。为了维持蚁群的运作，它们不得不“借用”生活在附近的工匠收获蚁雄蚁的精子，与自己的卵结合，生产出兼具两个物种基因的混血工蚁。这些混血工蚁构成了蚁群中主要的劳动力。

然而，这种生殖策略严重依赖于建造收获蚁种群的地理邻近性，对于蚁后来说，寻找异种雄蚁交配是一件既耗时又不稳定的“麻烦事”。

为了摆脱这种束缚，伊比利亚收获蚁演化出了一种更为高效且惊人的策略——“性驯化”（sexual domestication）。它们不再需要在野外寻找工匠收获蚁雄蚁，而是直接利用储存在自己体内的异种精子，通过一种特殊的克隆过程来生产它们。

伊比利亚收获蚁（左）蚁后通过利用储存在自己体内的精子直接“克隆”工匠收获蚁（右）。图片来自论文

具体来说，蚁后在产卵时，能够设法“删除”卵细胞中属于自己的细胞核DNA，仅保留细胞质和线粒体，然后让储存的建造收获蚁精子进入这个“空”卵。这个过程类似于雄性单性生殖（androgenesis），最终发育成一个细胞核基因几乎完全来自“父亲”的雄蚁。

就像人类驯化牲畜一样，它们最终控制了曾经在野外利用的雄蚁的繁殖。通过这种方式，伊比利亚收获蚁在自己的巢穴内维持了一个可再生的、克隆的建造收获蚁雄蚁谱系，从而彻底摆脱了地理限制，得以在地中海地区广泛扩张。

研究团队将这种一个物种为了延续自身而必须产下另一个物种个体的繁殖模式，命名为“异种生殖”（xenoparous，xeno-意为“外来的”，-parous意为“生产”）。

该研究表明，在演化的长河中，物种间的界限并非不可逾越。作者们指出，伊比利亚收获蚁与工匠收获蚁从最初的性寄生关系，已经演化为一种奇特的共生关系——整个蚁群就像一个“双物种超级有机体”，不同物种的个体（伊比利亚收获蚁蚁后和雄蚁、工匠收获蚁雄蚁、混血工蚁）各司其职，共同构成一个紧密的繁殖单位。

该现象中还有很多谜团有待继续研究，如蚁后的遗传物质是何时以及如何从卵中移除的。研究团队指出，理解蚂蚁的这种自然克隆过程或许能为科学家在其他物种中进行人工克隆提供新的思路和启示。

参考文献：

Juvé, Y., Lutrat, C., Ha, A. et al. One mother for two species via obligate cross-species cloning in ants. Nature (2025). https://doi.org/10.1038/s41586-025-09425-w