而在社会性复杂度较高的正蚁类的共同祖先中，研究团队监测到许多与蚁后—工蚁品级分化关联的基因 存在正选择信号。研究人员认为，这表明与蚂蚁社会分工相关的关键通路在白垩纪时期经历了强烈的选 择压力，这些关键通路在蚂蚁品级制度建立中具有关键作用。 ◎本报记者 罗云鹏 翟玉梅 不依靠语言沟通，却能默契协作建造出令人惊叹的巢穴；没有组织意识，却拥有严密精细的分工体 系……蚂蚁究竟是如何演化成为地球上规模最为庞大的社会群体之一的呢？ 日前，由武汉华大生命科学研究院参与组织的"全球蚂蚁基因组联盟"（GAGA）在国际期刊《细胞》上 发表一项研究，揭示了蚂蚁适应性辐射与社会性演化的遗传基础。 "我们通过对具有不同社会组织结构的蚂蚁物种展开比较研究，寻找到了与蚂蚁生殖分工和社会性特征 相关的关键调控基因，进而揭示了其基因网络与社会性特征网络协同演化的机制。"浙江大学生命演化 研究中心教授张国捷介绍，"在基因网络模块重塑的过程中，不同的表型性状相互关联、协同演化，最 终推动了蚂蚁物种及其社会性状的多样化发展。" 重构蚁科"生命之树" 为了揭示蚂蚁适应性辐射与社会性演化的遗传基础，研究团队整合了全球163种不同蚂蚁的全基因组数 据，成 ...

Core Insights - The collaboration between Hangzhou BGI Life Sciences Research Institute and Southern University of Science and Technology has resulted in the creation of a multimodal dataset that decodes the developmental process of animals, specifically generating a 3D single-cell spatiotemporal multi-omics atlas of the entire developmental cycle of fruit flies [1][2] - The research findings were published in the international academic journal "Cell," highlighting the molecular-level references for biological development and the potential foundation for studying developmental defects and related disease mechanisms [1][2] Group 1 - The research team utilized BGI's proprietary technology to sample fruit fly embryos at critical stages every 0.5 to 2 hours, generating over 3.8 million spatially resolved single-cell transcriptomes [2] - The "Spateo" algorithm was employed to reconstruct a high-precision 3D model, allowing for the precise analysis of spatial dynamics in tissue morphology and gene expression [2] - The study constructed a "differentiation trajectory map" of fruit fly embryonic development, elucidating key molecular mechanisms that determine cell fate [2] Group 2 - The research identified that different embryonic layer cells differentiate along specific pathways, with transcription factors acting as "directors" to activate or inhibit genes, guiding cells to perform specific roles [2] - Multiple previously unidentified transcription factors were found to potentially play critical roles in the nervous, intestinal, and endocrine systems [2] - Understanding the developmental processes and gene regulatory mechanisms in fruit flies, which share approximately 70% of disease-related genes with humans, can aid in exploring significant scientific questions related to life development and provide references for research in human developmental diseases [2]

从"一夫一妻"走向复杂化 "高度社会化是蚂蚁成功的重要倚仗。"论文通讯作者、浙江大学生命演化研究中心教授张国捷介绍，蚂 蚁物种演化出了从简单到高度复杂的社会组织形式，并且社会行为方式多样化，这使它们能占据不同的 生态位。 张国捷告诉《中国科学报》，在最基础的蚂蚁社会中，存在繁殖品级与劳力品级两大基本阶层。繁殖品 级分为雌性和雄性，交配后雄蚁死亡，雌蚁地下筑巢，成为产卵繁衍的蚁后。属于劳力品级的工蚁由蚁 后所生，虽同为雌性，但失去或被抑制了繁殖能力，在功能上趋于"中性"，专司觅食、育幼等劳动任 务。 这套基础社会架构在不同蚂蚁物种中衍生出了千变万化的形态。有些物种维持单蚁后巢穴，另一些则允 许多蚁后共存；更有甚者，在某些特化物种中，蚁后品级完全消失，转而由工蚁通过无性繁殖延续种 群。 来源：中国科学报 随手在路边花坛扒拉两下，十有八九会看见几只蚂蚁。事实上，作为最常见的昆虫，蚂蚁家族有1.5万 多个现生物种，广泛分布在除极地之外的所有陆地生态系统中。如果把全球蚂蚁集中在一起，总重量会 超过地球上所有野生鸟类和哺乳动物总和。 蚂蚁看似微小，却是实打实的"生存大师"，有着过人的社会协作能力与组织智慧，至少在1亿年前 ...

蚂蚁是生活中最常见的昆虫之一，植被上、岩石下、土壤中，它们分布在除南极洲外的几乎所有陆地生 态环境中，对生态系统发挥着重要的塑造作用。"蚂蚁社会存在两个最基本的品级——生殖品级和劳力 品级。其中，生殖品级在交配前具有翅膀，可以婚飞，具有繁殖能力；处于劳力品级的工蚁虽然都是雌 性，却往往没有繁殖能力，在某种意义上是中性的。"论文共同第一作者、浙江大学生命演化研究中心 博士后丁果介绍，生殖分工构成蚂蚁社会的基础，并推动蚂蚁社会性的演化。 在1.57亿年的演化过程中，蚂蚁产生一系列行为性状和生理特征，如标记觅食路径、个体之间的交哺 等，还产生多种非凡的生存策略，如种植真菌、放牧蚜虫、社会性寄生等。论文共同作者、浙江大学生 命演化研究中心客座学者冉浩认为，上述性状在不同的蚂蚁物种中彼此关联或相互排斥，形成模块化的 动态组合系统，以适应不同的环境需求，并催生出复杂度各异的蚂蚁社会组织形式——"换句话说，社 会性特征之间的协同演化，导致蚂蚁社会结构的多样性"。 来源：光明网-《光明日报》 与此同时，基因层面承受的选择压力也会随之发生变化。"一些基因被'强化'以适应新功能，另一些基 因则被'放松'以简化不必要的性状，体现出 ...

它们，就是 蚂蚁 。那么，蚂蚁是如何演化成地球上最庞大的社会系统之一？一项历时数年的全球合作研究给出了答案。 2025 年 6 月 16 日，由武汉华大生命科学研究院参与组织的" 全球蚂蚁基因组联盟 " （GAGA） 在国际顶尖学术期刊 Cell 上发表了题为 ： Adaptive radiation and social evolution of the ants 的研究论文， 揭示了蚂蚁适应性辐射与社会性演化的遗传基础。 编辑丨王多鱼 排版丨水成文 你是否想过，这些身长不足一厘米的小家伙，是如何拥有足以令人类佩服的组织能力？它们无处不在，却无法独立生存；它们不靠语言沟通，却能协同建造惊人 巢穴；它们没有领袖意识，却有最严密的分工体系。它们的数量甚至超过了所有野生鸟类和哺乳动物的总和！ 来自浙江大学、中国科学院昆明动物研究所、 武汉华大生命科学研究院、 哥本哈根大学及德国明斯特大学的研究团队，通过整合全球 163 种不同蚂蚁的全基因 组数据，重构了蚁科的生命之树，涵盖现生蚂蚁 16 个亚科中的 12 个 ，343 个属中的 97 个。这项成果 不仅澄清了蚁科物种复杂的亲缘关系，更是将蚂蚁的共 同祖先追溯到约 ...

研究还发现，传统听觉相关基因在拥有回声定位能力的哺乳动物海马区调控网络中异常活跃，可能 参与空间定位等功能构建。 此项研究还突破了传统研究主要关注蛋白质编码基因趋同进化的局限，证实非编码调控区域的进化 重复性同样是行为趋同的关键驱动力。 在漫长历史中，至少有蝙蝠、齿鲸、猪尾鼠等5个远缘哺乳动物类群独立形成了回声定位的本领。 尽管这种能力依赖的听觉系统和神经处理机制在不同物种中高度特化，但展现出惊人的功能相似性，是 研究自然选择如何重复塑造复杂性状的理想模型。 研究团队创新性整合染色质可及性测序、转录组测序和透射电镜等技术手段，系统比较中华菊头 蝠、普通长翼蝠等回声定位蝙蝠与大娄山猪尾鼠的海马区基因调控特征。 研究发现，这些物种的海马区存在222个共享开放染色质区域，数量显著高于随机预期。共享区域 在回声定位物种中促进形成更复杂的基因调控网络，与突触可塑性相关通路密切相关。透射电镜观察结 果显示，大娄山猪尾鼠海马区突触密度和线粒体密度显著高于实验室小鼠，与基因调控网络预测的功能 强化结果一致。 原标题：哺乳动物回声定位趋同机制揭示 记者6月9日从中国科学院昆明动物研究所获悉，该所研究员施鹏团队与刘振团队合作，首 ...

在此之前，类似的基因调控技术仅限于在细菌等单细胞生物中实现，而在复杂的多细胞植物中应用这一 技术，则面临更大挑战。因为植物不仅具有根、茎、叶等不同组织结构，还包含不同的营养和生殖器 官，发育过程更加复杂。 为实现这一目标，团队首先合成了相关的植物DNA片段，并围绕其中两个关键基因构建了一个潜在的 遗传"切换系统"。他们结合数学建模方法，在计算机中模拟多种可能的组合，筛选出最有效的设计方 案。随后，研究人员将选定的DNA序列导入植物体内，并在12天内持续监测其变化，以定量评估基因 表达的调控效果。 美国科罗拉多州立大学团队成功合成出一种"基因开关"，首次实现了灵活地开启或关闭成熟植物中的关 键遗传特性。该成果发表在最新美国化学会旗下的《ACS合成生物学》杂志上，为未来按需设计的智能 农业打下基础。 这项研究由跨学科团队完成，是合成生物学领域具有里程碑意义的重要进展。团队通过设计和构建新的 DNA片段，并将其植入生物体内，使生物体具备类似电子电路的功能。这种"基因开关"就像控制电灯 开关一样，在外部信号的作用下，可以精确地打开或关闭特定基因的表达。 该研究首次实现了对植物基因功能的可预测、可编程调控，为未来按需设 ...