螞蟻社會(hui) 分工的神經機製被揭示

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　　本報北京6月16日電（記者張蕾、張曉華）我國科學家通過構建法老蟻不同品級大腦單細胞轉錄組圖譜，揭示出螞蟻不同品級個(ge) 體(ti) 的社會(hui) 分工和展現出的行為(wei) 差異與(yu) 其大腦特化程度有關(guan) 。該研究獲得涵蓋法老蟻工蟻、處女繁殖蟻、雄蟻、蟻後4種全品級大腦共206367個(ge) 高質量的單細胞轉錄組數據，是世界上首個(ge) 全麵覆蓋螞蟻社會(hui) 中所有分工角色的單細胞圖譜。相關(guan) 研究成果16日發表於(yu) 權威學術期刊《自然·生態與(yu) 演化》。

　　“同一個(ge) 體(ti) 的體(ti) 細胞具有相同的遺傳(chuan) 物質，不同的體(ti) 細胞則具有不同功能，這是不同細胞不同基因轉錄的結果。通過對不同細胞轉錄情況進行測序和分析，可以確定這些細胞承擔的功能。”談到蟻群社會(hui) 分工的神經調控機製，論文第一作者、深圳華大生命科學研究院研究員李啟業(ye) 說。

　　研究顯示，負責高級認知功能的蘑菇體(ti) 和負責處理氣味信息的細胞在工蟻裏豐(feng) 度極高，這意味著工蟻傾(qing) 向於(yu) 嗅覺感知和處理複雜信息，擁有靈活的行為(wei) 策略；雄蟻大腦的細胞組成趨勢與(yu) 工蟻相反，視葉細胞豐(feng) 度很高，嗅葉和蘑菇體(ti) 相對不發達，這與(yu) 它僅(jin) 擔負交配職責而完全不參與(yu) 蟻巢其他工作的行為(wei) 相關(guan) ；處女繁殖蟻和蟻後具有中間形態的大腦，意味著它們(men) 具有相對全麵的行為(wei) 模式。研究同時發現，在處女繁殖蟻交配後轉變為(wei) 蟻後的過程中，視葉細胞類群的豐(feng) 度降低，這與(yu) 蟻後長期適應黑暗的巢內(nei) 環境相關(guan) ；多巴胺細胞及其下遊神經肽細胞豐(feng) 度增加，一類具有神經保護功能的膠質細胞豐(feng) 度也顯著增加。論文共同通訊作者、中國科學院昆明動物研究所副研究員劉薇薇介紹，這揭示了蟻後成熟過程中調控生理、行為(wei) 發生劇烈變化的神經機製，“大腦細胞類群的變化和神經環路的重塑決(jue) 定了其職責功能的轉變及壽命的極度延長”。

　　研究還綜合比較了法老蟻、印度跳蟻、蜜蜂及果蠅的大腦細胞類群組成及其功能特點。“盡管在進化史上已分開數億(yi) 年，螞蟻和果蠅大腦中仍有很多種類的細胞保持同樣的分子特征，行使相似的功能。”論文共同通訊作者、浙江大學生命演化研究中心教授張國捷指出。