你敢信？一个物种的蚁后居然能生下两个物种来？

俗话说得好，“龙生龙，凤生凤”，这句话中蕴含着一个对物种繁衍来说很普遍的规律，那就是一个物种繁衍出的后代应该仍然是该物种。然而，最近的一项科研结果实实在在地打破了我们对于这种“理所应当”的认知——一个叫伊比利亚收获蚁的物种中，蚁后不仅能生下自己的娃，居然还能生下另一种收获蚁——工匠收获蚁的雄蚁。这到底是怎么回事呢？

请先别急着脑补什么波云诡谲的宫斗大戏，这只是蚂蚁不知不觉运用了一点分子生物学的工具。

一个蚁后，如何生下两个物种后代

这项研究的起点，源于伊比利亚收获蚁的工蚁均为杂合子这个发现，“杂合子”是遗传学的基础概念，用通俗的话解释就是：一个生物个体体内，某对关键基因同时携带了两种不同的“版本”。具体而言，这些工蚁的蚁后母体曾与另一类雄蚁——生活在同一区域的工匠收获蚁雄蚁——交配并繁衍后代。

值得注意的是，尚未交配、未来将发育为准蚁后的雌蚁（即繁殖型雌蚁），不仅会与同种群雄蚁交配，还会主动与工匠收获蚁雄蚁交配。不过这些雄蚁的生存策略较为特殊，完成交配后便会死亡。

伊比利亚收获蚁的蚁后母体借此充分利用了杂交优势：通过上述交配行为，能够繁衍出大量承担群体全部劳作任务的杂交工蚁。实验观察显示，这类杂交工蚁的工作效率显著高于纯种工蚁，而工蚁本身无需具备生育能力，恰好契合这一需求。至于未来可能发育为准蚁后的雌蚁，则保持着纯正的伊比利亚收获蚁血统，不会混入工匠收获蚁的基因。

不过这种繁殖策略也存在局限性——伊比利亚收获蚁的分布范围始终受限于工匠收获蚁的栖息区域。若想拓展生存空间，它们必须突破这个"技术瓶颈"。在漫长的演化过程后，伊比利亚收获蚁获得了独特适应机制：不再依赖其他蚁群的工匠收获蚁雄蚁，而是自主培育出具备工匠收获蚁基因特征的雄蚁。

在一个巢穴出现两个物种，左边为伊比利亚收获蚁雄蚁，右边为工匠收获蚁的雄蚁

在介绍这种“黑科技”前，需先了解蚂蚁的生育策略。蚂蚁与其他生物的繁殖方式很不一样：受精卵将发育为工蚁或蚁后，而雄蚁的产生方式不同——未受精的卵细胞直接发育为雄蚁，即雄蚁本质上是蚁后产生的单倍体生殖细胞发育而来。

具体到伊比利亚收获蚁，其繁殖组合如下：

工匠收获蚁的精子与伊比利亚收获蚁的卵细胞结合，发育为伊比利亚收获蚁工蚁；

伊比利亚收获蚁的精子与自身卵细胞结合，发育为伊比利亚收获蚁的雌蚁（即未来准蚁后）；

伊比利亚收获蚁的未受精卵细胞直接发育为雄蚁。

那么，工匠收获蚁的雄蚁是如何被伊比利亚收获蚁蚁后"制造"出来的？

关键机制在于：部分工匠收获蚁的精子进入伊比利亚收获蚁的卵细胞后，并不与卵细胞完成正常受精，而是通过精子细胞核直接替换卵细胞原有细胞核的方式，使该卵细胞仍保持单倍体状态（仅含一套染色体）。此时，这个经过改造的卵细胞最终会发育为工匠收获蚁的雄蚁——这意味着，伊比利亚收获蚁蚁后借此实现了“跨物种复制”雄蚁的能力。

这么看来，这一过程简直就是一种克隆技术——工匠收获蚁雄蚁的细胞核基因完全源自工匠收获蚁，但其发育的载体（卵细胞）的细胞质基因仍来自伊比利亚收获蚁蚁后。更精妙的是，这种“克隆”还被自然施加了限制——被克隆出的工匠收获蚁雄蚁，无法与同种（工匠收获蚁）个体正常交配，仅能与伊比利亚收获蚁交配。推测其原因在于：尽管细胞核基因是工匠收获蚁的，但决定交配识别机制的细胞质基因仍保留伊比利亚收获蚁的特征。

遥想当年，人类为克隆一头羊（多莉）摸索了多少年，用到了多少精密仪器，而伊比利亚收获蚁的蚁后却能在窝里直接“生”出工匠收获蚁的雄蚁……当然，这里边的技术难度不可同日而语，人类的努力也不容忽视。这里只是想感慨一下，自然界这些小生命，经过亿万年演化出的生存策略，远比我们想象的更精妙，而现在我们对其中细节还不清楚——比如细胞质基因具体怎么影响交配？这种“克隆限制”是怎么形成的？而对这些小生命令人惊叹的生活的观察和研究，总能让我们对生命本身多一分理解，也会让我们多条研究思路。

本文为科普中国·创作培育计划扶持作品

出品丨中国科协科普部

监制丨中国科学技术出版社有限公司、北京中科星河文化传媒有限公司

作者丨翁溪地菍 科普作者

审核丨李旭 中国科学技术大学副教授、中国生物化学与分子生物学会会员