解開進化之謎：熊蜂工蜂也能“變”蜂王

李繼蓮│文

近日，中國農業科學院蜜蜂研究所傳粉昆蟲繁殖與授粉應用創新團隊與國內外高校和企業聯合研究發現熊蜂工蜂并非終生不交配。該研究挑戰了“超有機體工蜂羽化前決定的終身不能交配”的定律，揭開了超有機體熊蜂級型進化的一個千古之謎，這是理解超有機體進化的一次重大飛躍,相關研究成果發表在《自然·通訊（Nature Communications）》上。

超有機體熊蜂屬于社會性昆蟲中級型分化群體，其主要進化規律之一就是羽化前級型決定的蜂王注定能交配、而工蜂終身不交配，蜜蜂、螞蟻等超有機體的工蜂失去或只保留了退化的受精囊結構。然而，盡管超有機體熊蜂進化已有2500萬～4000萬年，但工蜂仍然保留著完整的受精囊卻終身不能交配，這成為學界長久以來的一個未解之謎。

為此，科研團隊首先通過人工授精技術驗證了熊蜂工蜂受精囊仍具有儲存精子、釋放精子、促使卵子受精等生殖功能，并通過轉錄組驗證了它們在授精前后的基因表達模式與蜂王類似，熊蜂工蜂保留了類似蜂王的生殖特征，能夠交配和創建蜂群。其次，研究發現羽化后孤立的熊蜂工蜂具有交配能力，這意味著工蜂的交配能力并不是在羽化前就喪失，而是在受到蜂群社會因素的抑制后才會喪失。同時通過半野外實驗，驗證了失王群的工蜂可獲得交配且繁殖出雌性后代的機會，這可能是一種繁殖策略，以維持蜂群發展，應對蜂王的早期損失。這些研究結果挑戰了超有機體中工蜂終身不交配的觀點，更為重要的是為深入全面的理解超有機體進化提出新視角，為瀕危熊蜂物種的保護提供了新思路。

該研究得到中國農業科學院科技創新工程的支持。

原文鏈接：https://doi.org/10.1038/s41467-023-41198-6