一个Nts、黄蜂、蜜蜂和其他群居昆虫生活在高度有组织的“群居”群体中，成群的雌性放弃繁殖——通常被认为是进化适应的基石——以满足少数产卵的蜂王及其后代的需要。他们是怎么走到这一步的解释尽管经过150多年生物学家的努力。许多研究人员认为答案可以归结为一系列复杂的基因变化，这些变化在很长一段时间内以特定物种的方式进化而来。
但新的研究结果表明，一种非常简单的激素机制——在整个动物王国中都能找到——可能已经足够让群居动物开始行动了。
上个月，一个由丹尼尔·克罗纳他是纽约洛克菲勒大学的进化生物学家纸张在里面科学许多专家说，这是迄今为止优生社会行为研究中最详细的分子故事之一。
科学家们发现，当一种古老的胰岛素信号通路(通常与维持营养和生长有关)对社会信号做出反应时，蚂蚁的生殖分工就产生了。在此过程中，他们也对“环境如何影响行为、生理、社会其他成员的健康和幸福的潜在过程”有了更深的见解基因E.罗宾逊一位昆虫学家和伊利诺伊大学厄瓜多纳香槟分校卡尔-沃斯基因组生物学研究所所长。
Kronauer和他的同事们希望发现蚂蚁朝着完全群居的进化历程的共同起源，他们首先比较了七种不同蚂蚁物种中的蚁后和工蚁大脑中哪些基因表达不同。他们发现一个基因有一个特别强烈的信号，ilp2，它编码胰岛素的ant版本，在皇后区的表达一直较高。（Kronauer指出，至少有24个其他基因也同样重要，其中许多基因还与胰岛素的产生和信号传递有关，或者与大脑可塑性和其他特征有关。）
确定…的作用ilp2在美国，研究人员集中研究了一种蚂蚁，即无性繁殖的掠袭蚁Ooceraea biroi它们的蜂群没有固定的蜂王。相反，这些蚂蚁轮流扮演工蚁和蚁后的角色，似乎是对幼虫的出现做出的反应:当幼虫在周围时，所有的成年蚂蚁都停止繁殖来照顾它们。
Kronauer的研究小组发现，胰岛素信号是导致这种循环的原因。当研究人员让蚂蚁接触幼虫时，这种激素的产生会下降，从而抑制繁殖，并促使蚂蚁转向照顾行为。当幼虫被移除时，胰岛素水平显著升高，给成虫注射胰岛素会使它们的卵巢重新激活，即使幼虫还在附近。克罗纳尔说：“仔细想想，这是一种让生物体群居、让它对幼虫产生反应的疯狂但又非常优雅和简单的方法。”。
(当艾伦·j·摩尔，佐治亚大学(University of Georgia)的昆虫学家开玩笑说:“做父母的都知道，你的孩子在操纵你。”)
“这一单一基因具有如此重大的影响表明，从孤独到社交生活方式的转变可以从相对较少的变化开始，”他说安德鲁·苏亚雷斯伊利诺伊大学香槟分校(University of Illinois at Urbana-Champaign)的生物学家。“你不需要调用新的基因。你不需要大规模改变基因组结构或基因表达模式。你只需要调整一件或几件事情，就可以开始迈向更高层次的生育分工。”
Kronauer的结果证明了进化生物学家在1987年提出的关于优生性起源的理论是正确的玛丽·简·West-Eberhard目前在史密森尼热带研究所工作。她观察到，独居的黄蜂在生殖和照顾阶段的周期与它们的卵巢活动是同步的，并假设，当卵巢周期的一部分成为每个种姓独有的时候，真正的社会劳动分工就出现了:蜂王的卵巢一直处于活跃状态，以便产卵，而工蜂的卵巢一直处于抑制状态，它们专注于觅食和照顾后代。West-Eberhard后来描述说这个模型制作主要物种的变化通过“发展重组”,称之为一种“新东西(工人和王后表型)旧件”——在这种情况下,旧的行为与孤独的黄蜂卵巢周期的不同阶段。
West-Eberhard的理论中缺少的是一个潜在的触发黄蜂或其他群居昆虫重组的候选基因。Kronauer的发现表明，至少在蚂蚁的案例中，罪魁祸首是ilp2，幼虫通过胰岛素途径操纵成年蚂蚁，使大多数蚂蚁成为全职的看护人，少数蚂蚁成为社区的母亲。
Kronauer说，回顾过去，胰岛素的参与是有意义的，因为已知胰岛素在食物摄入和生殖中起着关键的调节作用。在最初的适应之后，进化的力量将推动个体间胰岛素水平的先天差异进一步分离，以巩固不同的种姓。即使在无蜂王的克隆突袭蚁中，Kronauer和他的同事们也观察到，尽管有幼虫存在，但有些克隆突袭蚁的卵巢稍大，更活跃，觅食更少。他们的胰岛素水平从一开始就更高。
Kronauer说：“即使在这种先兆状态下，生殖行为和胰岛素水平之间似乎仍有联系。”。最终，胰岛素水平较高的人成为皇后，胰岛素水平较低的人成为工人。“它起源于一个每个人都非常相似的群体，但随着进化时间的推移，这些微小的差异会加剧。”
使这项工作更加引人注目的是，先前的研究表明胰岛素参与治理蜜蜂的分工也是如此，但方式却截然不同。对于那些独立于蚂蚁进化出优生性的蜜蜂物种来说，胰岛素信号有助于确定工蜂是否具有优生性还是留下来哺育幼虫，并能控制觅食者的食物种类更喜欢（这进一步影响了他们的生理机能和完成的任务。）执行）.在蚂蚁和蜜蜂中，胰岛素机制与对后代的敏感性交织在一起。
做父母的人都知道你的孩子在操纵你。
Kronauer说：“这表明，当进化增加了系统的复杂性时，进化是如何进行的，这是一个非常普遍的现象。”。对苏亚雷斯来说，这意味着这种进化创新在某种意义上是“可预测的，有遗传机制模式在起作用。这非常令人兴奋。”
胰岛素已经被多次独立使用，这也强化了一种新的观点，即进化通常会重复利用保守的代谢和发育途径，从而产生复杂的新特征和行为。在群居昆虫的例子中，胰岛素和生殖途径只是等待被用于社会功能或“源自祖先的地面计划”，他说凯伦Kapheim他是犹他州立大学的进化生物学家。
“进化是新旧事物交织在一起的织锦，”罗宾逊说。“我们在这项工作中看到了这一点:古老的、高度保守的胰岛素途径被这个新片段插入了——一个特定的生命阶段，婴儿，可以影响胰岛素信号的状态，从而影响成年人的生理状态。”
Kronauer和其他人仍然需要确定幼虫是如何在成年鼠中引发这种信号反应的，以及胰岛素最初是如何对社会线索做出反应的。我们还需要做更多的工作来研究蚂蚁的大脑中发生了什么来调节这一过程。
胰岛素信号在其他动物中如此重要的事实也有更广泛的含义。例如，蚁后的体型比工蜂大得多，寿命也长得多。根据Kronauer的说法，这些差异的潜在原因尚不清楚，但他的研究暗示胰岛素信号可能起作用。他说:“人们现在可以开始研究其他生物(包括人类)中的胰岛素信号是否在调节寿命等方面起着类似的作用。”
研究甲虫向社会组织过渡的摩尔补充说，也许它在其他物种的原始社会行为进化中也起到了作用。在他的领域，“我们没有这样一个完整的、因果关系的故事，”他说。“这确实提高了我们其他人的标准。”
Jordana Cepelewicz是广达电脑杂志。
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