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只有蚁后的女儿国,巢穴是抢来的,育儿工作是外包的

温馨提醒:本文有大量蚂蚁图片

《西游记》里,唐僧师徒途经西梁女国,发现满城皆是女子,不见一个男人,女性通过饮用子母河水受孕繁衍后代。吴承恩大概没想到,四百多年后,科学家在日本的森林里真的找到了一个女儿国——只不过国民不是人,而是蚂蚁。

近期,《当代生物学》上报告了切胸蚁属名为Temnothorax kinomurai的物种(它暂时没有正式的中文名,种加词致敬了一位日本的蚂蚁研究者,直译过来是木之村切胸蚁,下文中我们将暂时用这个直译的中文名)。在它们的种群中,每一只个体都是蚁后,没有工蚁,没有雄蚁,依靠克隆自己来延续后代,和女儿国只有女性、孤雌繁殖的特色完美重合。

木之村切胸蚁 | 参考文献[4]

要理解这个发现有多离经叛道,我们需要先看看典型的蚂蚁社会长什么样。

蚂蚁社会:女王、工蚁和雄蚁的“铁三角”

一个典型的蚁群由三类人员组成:执掌繁殖大权的蚁后、承担觅食和育幼等劳务的工蚁(均为不育雌性),以及在交配季节短暂登场、完成使命后即死去的雄蚁。这套精密的分工体系,已经在地球上运转超过一亿年,是蚂蚁称霸陆地生态系统的基石。

墨西哥切叶蚁(Atta mexicana)工蚁 | Wikimedia Commons

在这个体系中,生殖扮演着关键角色:蚁后与雄蚁交配后将精子终生储存,用以持续产卵。工蚁虽不繁殖,却是群体存亡的保障,觅食、防御、照料幼虫,缺一不可。

然而,自然界向来不缺另辟蹊径者。在已知的约两万种蚂蚁中,有近30种能进行孤雌生殖,即雌性无需交配便可产生后代。比如,分布在法国等地的箭蚁属物种Cataglyphis cursor 就采取了一套两条腿走路的策略:蚁后通过孤雌生殖复制出新蚁后,同时通过有性生殖产生工蚁,兼顾王位传承与遗传多样性。

Cataglyphis cursor 标本背面观 | AntWeb

更极端的是南美小火蚁(Wasmannia auropunctata),蚁后和雄蚁各自独立克隆,雌雄基因库完全隔离,是最奇特的繁殖策略之一。

南美小火蚁标本侧面观 | AntWeb / April Nobile

但即便在这些另类的物种中,工蚁也始终存在,蚁群的基本社会架构从未被真正打破,直到木之村切胸蚁的横空出世。

木之村切胸蚁完全抛弃有性生殖,同时解雇所有工蚁,每一只后代都是母体克隆,每一只个体皆为蚁后。

研究者认为,当一个物种不再需要产生自己的工蚁时,有性生殖的核心优势——通过遗传重组产出多样化的劳动力群体——便不复存在。天平因此倒向了无性繁殖,雄性最终彻底消失。

不过"成也萧何,败也萧何"。克隆繁殖使遗传多样性降至冰点,整个物种在面对环境剧变和病原体侵袭时极其脆弱。事实上,木之村切胸蚁至今仅在日本的9个地点被发现,种群极为稀少。这份罕见,或许正是遗传单一性敲响的警钟。

规则打破者:入侵、弑君与鸠占鹊巢

木之村切胸蚁不仅打破了蚂蚁社会常规的架构,还选择了非常小众的生存策略:社会寄生。

所谓社会寄生,通俗地说就是“住别人的房子、使唤别人的仆人”。比如依赖奴役其他蚂蚁生存的蓄奴蚁,这类蚂蚁的工蚁完全丧失劳动能力,靠奴隶完成进食、清洁及照料幼虫。例如悍蚁属的Polyergus lucidus,依赖劫掠来的宿主工蚁完成觅食和育幼等劳动,自身逐渐丧失独立生存的能力。

Polyergus lucidus(红色)与其宿主 Formica archboldi(黑色)共处一巢 | Wikimedia Commons / Adrian Smith

木之村切胸蚁的寄生策略比蓄奴蚁更为极端,它连自己的工蚁都没有。年轻的木之村切胸蚁蚁后潜入近缘种Temnothorax makora的巢穴,用螫针杀死宿主蚁后和最具攻击性的工蚁。一旦篡位成功,幸存的宿主工蚁便将入侵者视为自家蚁后,心甘情愿地为其抚养后代。

木之村切胸蚁试图蛰T. makora | Kyoichi Kinomura

研究团队采集了6个被木之村切胸蚁 蚁后控制的蚁巢,在实验室中饲养。结果令人瞠目——

6个木之村切胸蚁蚁巢中产出的43只后代中,全部是蚁后;这43只蚁后中有7只成功控制其他蚁巢,并孤雌繁殖出57只蚁后二代。

基因组的证据:一步步丢掉自己的家人

木之村切胸蚁这样出格的生存模式并非凭空出现。初步系统发育分析显示,它与切胸蚁本属中的蓄奴蚁亲缘关系更近。切胸蚁属中包含了从自由生活-蓄奴蚁-全员蚁后的完整演化谱系,是研究社会寄生演化路径的理想类群。

蓄奴蚁是一种特殊的社会寄生者:它们劫掠其他蚁巢的幼虫充当劳动力。当宿主工蚁承担了越来越多劳务,寄生者自身的工蚁多少显出几分多余,便一步步滑向了被淘汰的深渊。

Temnothorax nylanderi工蚁标本 | AntWeb

与此同时,研究还发现蓄奴蚁的味觉受体基因数量仅为宿主的一半,嗅觉受体基因也出现了显著的趋同丢失。类似的基因组大面积“生锈报废”的现象在另一类寄生蚂蚁中同样得到印证。有研究比较了南美切叶蚁属(Acromyrmex)中3种寄居蚁与其宿主的基因组,发现寄生者的嗅觉受体基因显著减少,那些不再被需要的功能和与之相对应的基因,因为失去了自然选择的维护,便像无人打理的花园一样日渐荒废。

综合这些证据,我们似乎可以得出一个人意味深长的结论:社会寄生的演化转变似乎是不可逆的。一旦踏上寄生之路,丢失部分基因,便再无回头之可能。

而木之村切胸蚁,正是这条不归路的终点。这一全员女王的族群似乎已经到达了社会寄生演化的巅峰。

演化的尽头还是新的开始?

但巅峰往往也意味着尽头。

从遗传学角度看,全克隆繁殖使其丧失应对环境变化的遗传储备,它们把所有鸡蛋都放进了一个篮子;

从生态学角度看,木之村切胸蚁的生存完全依赖宿主的持续存在——唇亡齿寒,宿主一旦衰落,寄生者便无处安身;

从生存策略看,寄生是一种高失败率的手段。实验观察的43只蚁后中有只有7只成功控制其他蚁巢蜂王,剩下的要么被工蚁杀死,要么在寄主巢穴外死亡;

从地理分布看,仅9个已知分布点意味着任何局部灾害都可能带来灭顶之灾。

然而,这个物种的存在本身就是一个演化奇迹,它告诉我们:蚂蚁这个高度社会化的类群中,演化不仅能构建出精密绝伦的合作体系,也能将这套体系彻底解构。从合作到寄生,从有性到无性,从社会到"反社会",木之村切胸蚁用自己的存在,书写了一部关于社会性生命可能性边界的极端叙事。

“天下万物生于有,有生于无”——在这个失去雄性、失去工蚁的微小蚁巢里,演化依然在寂静地运行。

参考文献

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作者:张应超

编辑:悲催的铊宝宝

题图来源: Kyoichi Kinomura

本文来自果壳自然(ID:GuokrNature)

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发布于2026-04-12, 本文版权属于果壳网(guokr.com),禁止转载。如有需要,请联系果壳

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