白蚁的演化研究揭示了一个出人意料的结果：长期维持一夫一妻制，可能会在生物层面带来深远影响。由于雄性之间几乎不存在生殖竞争，精子不再需要“赛跑”，结果便是它们逐渐失去了用于运动的尾部结构。
一项最新研究发现，这种变化并非只是形态上的简化。随着精子活动能力变得无关紧要，一整套与精子运动相关的基因在进化过程中被逐步淘汰。最终，这种基因层面的削减，促成了白蚁从独居、结构相对简单的蟑螂型祖先，转变为高度协作、分工明确的超级社会性昆虫。从这个角度来看，精子流动能力的丧失，或许正是白蚁为维持高度近亲繁殖社会所付出的演化代价。
“这项研究说明，理解社会进化，并不只是关注新特征如何出现，”悉尼大学进化生物学家、研究作者之一内森·洛表示，“在很多情况下，真正关键的，是进化过程中选择放弃了哪些东西。”
研究结果显示，白蚁的祖先实行的是高度严格的一夫一妻制。一旦这种繁殖策略在族群中固定下来，自然选择便不再对维持精子运动能力施加压力，与之相关的基因也就失去了存在的必要性。对这些必然社会性昆虫而言，它们在基因构成、发育生理以及行为模式上的变化，都指向一个共同因素——食物资源的高度专业化，是推动其社会结构跃迁的重要动力。
“白蚁起源于蟑螂祖先，”洛解释说，“这些祖先开始在相对封闭的环境中生活，并以木材这种营养价值极低的资源为食。”研究表明，它们的DNA首先经历了适应这种特殊饮食结构的转变，随后才在迈向社会性生活方式的过程中，发生了进一步的重塑。
华南师范大学昆虫学家崔莹莹及其同事（包括洛在内）在对比蟑螂与白蚁的基因组时发现，白蚁的遗传库规模明显小于蟑螂，尤其是在与新陈代谢、消化功能以及繁殖过程相关的基因数量上，差距尤为显著。
“最令人意外的是，白蚁并不是通过增加遗传复杂性来构建社会复杂性，”洛指出，“恰恰相反，它们是在基因层面做了减法，却换来了更精细、更高效的社会组织。”这一发现挑战了长期以来的普遍假设，即更复杂的动物社会必然需要更复杂的基因组作为支撑。
研究还显示，白蚁个体的发育路径，与能量代谢相关基因的表达时序密切相关，而这一过程又受到群体内食物分配方式的影响。幼虫在成长过程中从哥哥姐姐那里获得的食物数量，将直接决定它们是发育成工蚁，还是保留成为未来蚁王或蚁后的可能性。营养充足时，幼虫发育速度加快，更可能进入工蚁阶层；而食物相对匮乏，则会减缓发育进程，使其停留在若虫阶段。如果这些若虫最终获得生殖地位，它们往往会与近亲个体繁殖。
洛表示，这种围绕食物共享形成的反馈机制，使蚁群能够持续、精细地调整自身的劳动力配置。“正是这些反馈回路，帮助解释了白蚁社会为何能够在长期内保持稳定而高效的运作。”
综合所有发现，研究人员认为，至少在白蚁这一类群中，一夫一妻制以及由此带来的高度亲缘关系，是复杂社会系统得以形成和维持的关键条件。当然，这并不意味着这一模式适合作为哺乳动物社会的参考范例——尽管现实世界中，确实有一些物种似乎正在朝着类似方向发展。
本文译自：sciencealert，由olaola编辑发布
封面图片：unsplash/Bianca Ackermann