一只蚂蚁能生出两个物种？这种蚂蚁的克隆技术比人类还先进！

在自然界那本永恒的“规则手册”中，生殖隔离一直被视为铁律，不同物种间仿佛竖立着一道道无形的墙，让爱情与繁衍只能在同类间进行。

然而，最近一项发表在《自然》杂志上的研究，却似乎打破了这一铁律，也惊掉了科学家的下巴——一种生活在欧洲南部的蚂蚁，伊比利亚收获蚁Messor ibericus，不仅能生出杂交的“天选打工蚁”，竟然还能够“独自”克隆出另一个物种——工匠收获蚁M. structor的雄性个体！这剧情简直比《雷雨》还离谱。让人不禁感叹：大自然，你还有多少惊喜是我们不知道的？

伊比利亚收获蚁雄蚁（左）和工匠收获蚁雄蚁（右）

图片来源：nature

蚁巢里的“混血疑云”

一切还得从法国蒙彼利埃大学的一个研究团队说起。他们在研究伊比利亚收获蚁时，意外发现了一个令人费解的现象：蚁巢里的所有工蚁，竟然都是混血儿！这些工蚁的基因，一半来自本族的伊比利亚收获蚁蚁后，另一半则来自一个看似八竿子打不着的亲戚——工匠收获蚁。

两种收获蚁的地理分布差异，可见其重合部分较少

图片来源：nature

别急，想要知道这场伦理大戏的真相，首先我们要搞清楚蚂蚁社会的运转方式：和人人都能自力更生的人类社会不同，蚂蚁的社会分工明确，等级森严，虽然是同一个物种，但是却分为繁殖蚁和工蚁、兵蚁三个阶级，繁殖蚁具有翅，雄性繁殖蚁和雌性繁殖蚁在婚飞、交配不久后便会死亡，而雌性繁殖蚁便会储存雄性的精子，成为新蚂蚁帝国至高无上的蚁后，它的身体变得硕大肥胖，一辈子要做的就是不断产卵，而这些卵分为两种：受精卵和未受精卵。受精卵皆为雌性，为二倍体（即具有两套完整的遗传物质），会根据在幼虫期被喂食的营养不同，分化为三种形态：工蚁、兵蚁、繁殖蚁。其中雌性繁殖蚁是新的公主，在婚飞之夜形成新的蚁后。而雄性雄蚁则比较特殊，它是由蚁后未受精的卵发育而成，是一个单倍体生物（仅具有来自母亲的一套完整遗传物质）（这点很重要，后面要考！）。

蚁后图片来源：百度百科

了解了这些，你的蚂蚁知识便算入门了，让我们回归正题：起初，科学家们猜测，这些杂交蚁的来源或许只是伊比利亚收获蚁蚁后与工匠收获蚁雄蚁之间的一段“跨物种之恋”。就像马和驴虽有生殖隔离，但杂交出的骡子力气大耐力又强，只是没有生育能力，很适合用于劳作。

骡子是马和驴杂交的后代图片来源：360doc.com

而这种结合不仅可能带来基因上的优势，让后代更加健壮，还能解决伊比利亚收获蚁自身的一个大问题：如果蚁后只与同种雄蚁交配，生下的将全是蚁后，没有工蚁来维持蚁群的日常运作，整个蚁群很快就会陷入瘫痪。而这些不能生育的杂交“天选打工蚁”恰好弥补了这个缺陷。因此很多收获蚁家族之间就会像联姻一样达成繁殖合作，互相借用对方的雄性精子来生产工蚁，但这也像一条无形的锁链，把两个家族锁定在一起。

消失的“父亲”与神秘的克隆

然而，随着研究的深入，一个更大的谜团出现了。在伊比利亚收获蚁分布的一些地区，科学家们竟然找不到任何野生的工匠收获蚁蚁巢！那么，这些混血工蚁的“父亲”又是从何而来呢？

正当科学家们一筹莫展时，他们在蚁巢深处发现了一些与众不同的雄蚁。

经过基因检测，这些雄蚁的细胞核DNA确实属于工匠收获蚁，但它们的线粒体DNA属于伊比利亚收获蚁，这说明它们的母亲的确是伊比利亚收获蚁蚁后，但却几乎不携带“亲妈”的基因。

工匠收获蚁工蚁、兵蚁（大）图片来源：inaturalist

见过借腹怀胎的，没见过主动帮别人生孩子的，这究竟是怎么回事？

为了解开这个谜团，研究团队决定将蚁巢搬进实验室，经过两年的密切观察，他们惊奇地发现：伊比利亚收获蚁蚁后竟然能够在没有雄性工匠收获蚁的情况下，通过一种神秘的方式，能产下工匠收获蚁雄蚁！

原来，伊比利亚收获蚁蚁后掌握了一项令人惊叹的技能——跨物种雄性克隆。

它们体内有一个储精囊，里面同时储存着本族雄蚁和工匠收获蚁雄蚁的精子。

当需要生产雄蚁时，蚁后会主动将卵中的细胞核遗传物质“清空”，随后，让来自储精囊的工匠收获蚁精子进入这枚“空核卵”，并独立发育成一个完整的雄性胚胎。虽然这枚卵中只有工匠收获蚁的染色体，但是雄蚁正好就是单倍体生物，这巧不巧？

图片来源：研究论文

整个克隆的原理就和多莉克隆羊差不多，但这操作居然发生在一只蚂蚁体内！

就这样，一个纯粹的工匠收获蚁雄性被“克隆”了出来，与其他蚂蚁的雄蚁不同之处在于：其它雄蚁的遗传物质全部来自于母亲，而这些克隆雄性工匠收获蚁除了卵细胞中自带的线粒体基因，并没有一丝一毫来自生母伊比利亚收获蚁的核基因。

如果你觉得有些烧脑，那让我来给你理一理：伊比利亚收获蚁是一妻多夫制，一只伊比利亚收获蚁公主婚飞时，分别可以与同种的雄性和克隆雄性工匠收获蚁交配。与同种雄性交配产生的卵未来只发育为繁殖蚁，而其工蚁只能通过与工匠收获蚁“杂交”才能产生。

这还没完，工匠收获蚁精子还能进入部分清空细胞核遗传物质的卵细胞中，从而克隆出单倍体雄性工匠收获蚁，作为下一代工蚁的父亲继续利用。

婚飞的繁殖蚁 图片来源：Wikipedia

这时候你可能发现了一个问题：既然这片地区都没有工匠收获蚁巢，那最初蚁后储精子囊里的精子又是从何而来呢？这些伊比利亚收获蚁可能是从有工匠收获蚁的地区搬家过来的，但是体内携带了工匠收获蚁的精子，于是演化出了克隆雄蚁的方法，只要有了这份“精子基因配方”，便能够制造出源源不断的工匠收获蚁雄蚁。

但是，仔细想一想，不管过了多少代，这些克隆雄蚁几乎一直都是同一只雄蚁的基因，这些雄蚁虽然交配后就会死，但它却不断被克隆“复活”，甚至有很多“分身”，是不是细思极恐？

为了“大展宏图”的计划

生殖隔离依然存在，但这种繁殖策略，简直就是进化论中的“鬼才之作”。它让伊比利亚收获蚁从一个依赖“外援”的“精子寄生者”，摇身一变成为了掌控一切的“育种大师”。

通过储存工匠收获蚁的精子并克隆，蚁后就像掌握了专利的配方，不仅解决了伴侣来源和劳动力问题，还摆脱了地理上的束缚，得以向更广阔的地区扩张。

伊比利亚收获蚁 图片来源：inaturalist

科学家们为这种独特的生殖现象创造了一个新词——异种生育（xenoparous），用以描述这种雌性必须产下另一物种才能完成生命周期的奇妙现象。这种现象不仅让我们对自然界的合作与依赖关系有了更深的理解，也为我们揭示了生命演化的无限可能。

异种生育的发现无疑颠覆了我们对生殖和物种的传统认知。然而，在自然界这个充满奇迹的舞台上，没有什么是不可能的。伊比利亚收获蚁的跨物种克隆现象，不仅展示了生命演化的无限创意，也为我们提供了一个重新审视自然界的新视角。

这段跨物种克隆传奇，无疑为我们揭示了一个更加奇妙、复杂的自然界。也让我们怀着更加敬畏的好奇心，看待这个永远无法看透的神秘生物世界。

作者：肖云格

审核专家：徐晗 北京林业大学林学院 副教授

本文在科普新媒体平台“蝌蚪五线谱”刊发，经授权发布