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袁冬伟,李胜
Dongwei Yuan, Sheng Li
摘要: 从独居的祖先蟑螂演化出具备双亲抚育行为的木食性蟑螂及具有同胞利他行为的白蚁,其社会性的转变与其取食营养贫乏的枯木这一生态特化密切相关,然而其背后的基因组演化机制尚不清楚。为探究这一科学问题,华南师范大学李胜团队通过对8个蜚蠊目(Blattodea)物种进行基因组与转录组等多组学分析,发现从蟑螂到白蚁的演化过程中,基因组呈现逐步收缩的趋势。木食性蟑螂由于氧化磷酸化及过氧化物酶体相关基因的表达下调,制约了其后代的生长发育速率,这与其幼虫生长缓慢相一致。白蚁则丢失了与精子运动相关的关键基因,从基因组层面支持了其生殖分工建立在单配制基础上的假说。此外,白蚁通过协同利用保幼激素、胰岛素、表皮生长因子受体及Dpp等营养敏感的核心发育信号通路,实现了品级分化,即工蚁在发育早期呈现高能量代谢以适应劳动需求,而繁殖型若蚁则在发育后期高表达能量代谢相关基因以保障繁殖功能。该研究系统揭示了白蚁作为“超个体”社群的稳态维持机制,并从分子层面阐明了社会性等级分化与能量分配策略的演化基础。