國家基因庫最新研究揭示螞蟻「種莊稼」之謎

新華社廣州７月２１日電（記者馬曉澄）深圳國家基因庫等研究機構２０日發表在《自然通訊》上的研究顯示，如螞蟻也存在高級「農業行為」，真菌培植螞蟻通過種植真菌來獲得可食用的蛋白、脂肪和碳水化合物，形成螞蟻－真菌共生系統，而最新的基因組研究成果揭示了螞蟻與真菌共同適應性背後的秘密。

研究人員分析了七種真菌培植螞蟻以及它們種植的真菌的基因組和轉錄組後發現，螞蟻種植行為最早是起源於第三紀早期（5500萬－6000萬年前，此時地球剛剛經歷恐龍大滅絕）的低級真菌培植螞蟻，這類螞蟻採集環境中存在的真菌進行培育，未進行物種選擇。

而具有真菌培育馴化的高級真菌螞蟻起源於3000萬年前，從這時候開始，不同的螞蟻物種開始挑選自己適合的真菌物種進行培植；而後又轉化成具有高級馴化能力的切葉蟻，它們採集樹葉並利用樹葉的殘渣對特定真菌進行種植培養。

螞蟻為何要種植真菌？2011年深圳華大基因等機構發表在《基因組研究》的文章中，研究人員已經揭示切葉蟻的基因組裡丟失了精氨酸合成的基因。精氨酸合成不足會妨礙螞蟻獨立生活，它們可以依靠共生的真菌來提供這類氨基酸。

該文章通訊作者，國家基因庫生物多樣性基因組學研究組負責人張國捷表示，人類在作物馴化過程中通過雜交等手段使得作物基因組發生了巨大變化，從而獲得人類所需要的作物性狀，同時人類自身的基因組也隨著農業文明的發展逐漸發生了適應性變化。

「這類真菌種植螞蟻為我們研究這種雙向適應演化過程提供了絕佳模式生物，螞蟻在培育真菌的過程中，不僅改變了真菌的基因組，自身同樣經歷了類似人類適應農業文明所產生的基因組變化。這些相似的歷史過程的發生並非偶然，而是我們所希望尋找的自然規律。」張國捷說。

參與這項研究的丹麥哥本哈根大學社會進化中心桑內·尼高博士表示，這些螞蟻解決了人類農業仍面臨著的許多挑戰，比如螞蟻農業系統里具備了一流的衛生環境、有效的害蟲管理、合成殺菌劑和抗生素以防止疾病的發生。這些都是通過自然選擇形成，而非通過科技手段實現。

責編：海聞

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