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蚂蚁的“身份识别”可被重编程:研究揭示社会认同的灵活边界

2026-03-28 19:52 阅读 0

一项发表于《当代生物学》的研究发现,蚂蚁识别同巢伙伴的系统并非一成不变,而是可以通过持续接触进行“更新”——外来者可以被接纳为“自己人”,但这种灵活性有其边界,遗传亲缘识别能力始终存在。这一机制与免疫系统对过敏原的“耐受”模式惊人相似。

对于依靠紧密合作生存的蚂蚁社会而言,快速区分“敌友”是关乎存亡的关键。长期以来,科学家已知蚂蚁依靠体表碳氢化合物形成的独特“化学签名”来识别同巢伙伴。然而,洛克菲勒大学的一项新研究表明,这种识别系统远比我们想象的更具可塑性——蚂蚁能够通过持续接触“重编程”自己对“归属者”的定义。

克隆蚂蚁模型:完美的实验系统

研究团队使用了克隆突眼蚁作为模型。这种蚂蚁进行无性生殖,科学家可以获得来自不同谱系、但遗传完全一致的个体,从而排除遗传差异的干扰,单独研究社会经验对识别的影响。

实验首先确认,来自不同克隆系的蚂蚁具有不同的化学特征(虽然化合物种类相同,但比例不同)。当将一只蚂蚁放入另一克隆系的巢穴时,本地蚂蚁会立刻对其发起攻击。

学习与遗忘:社会认同的动态调整

为了探索这种识别能否改变,研究者将刚成年、体表化学特征仍在发育的年轻蚂蚁放入一个外来的克隆系巢穴中,让它们长时间接触。结果令人惊讶:

  • 长期接触改变认同:约一个月后,这些“移居者”的化学特征变得与“新家”一致,它们也不再对“新家”成员表现出攻击性——它们被彻底接纳了。

  • 灵活性存在边界:即使自卵期起就与亲缘个体分离的蚂蚁,仍会接纳与自己基因型相同的个体。这表明,经验虽能拓展“自己人”的范围,但无法完全覆盖先天存在的亲缘识别能力。

  • “遗忘”与记忆维持:这种习得的容忍是暂时的。当移居者与“新家”停止接触约一周后,它们会重新排斥“新家”成员,自身的化学特征也会逐渐恢复原状。然而,只要保持偶尔接触(即使中断5天),容忍状态就能维持。这提示这是一种基于长期气味记忆的机制,而非短暂的感官适应。

与免疫系统的惊人相似

研究团队指出,这种“通过持续、低剂量暴露诱导耐受”的模式,与免疫系统对过敏原的脱敏疗法高度相似:通过反复小剂量接触过敏原,免疫系统逐渐学会不再将其视为威胁。

“这当然是一个概念上的类比。在分子层面,它们的运作方式截然不同,”研究通讯作者Daniel Kronauer解释道,“但蚁群的进化与单细胞到多细胞生物的转变相似,思考重大进化转折点之间的平行关系是很有趣的。这些平行关系可能比我们想象的更深入。”

未来方向:大脑中的社会学习

这项研究为理解蚂蚁如何动态维护社会结构提供了新的行为学基础。研究者下一步计划利用这一系统,结合神经生物学工具,在蚂蚁遇到“同巢”或“异巢”个体时,实时成像其大脑活动,以揭示这种社会学习和身份适应发生在神经环路中的具体位置。

“有了这个基础,我们终于可以开始追问:学习和适应在大脑的哪个部位发生?”Kronauer表示。

Journal Reference:
Tiphaine P.M. Bailly, Matteo Rossi, Stephany Valdés-Rodríguez, Thomas Schmitt, Erik T. Frank, Daniel J.C. Kronauer. Tolerance toward foreigners in ants requires chronic exposure for establishment but only sporadic exposure for maintenance. Current Biology, 2026; DOI: 10.1016/j.cub.2026.02.041


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