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 ...

研究突破 - 杭州华大生命科学研究院与南方科技大学合作创建了解码动物发育过程的多模态数据集，生成果蝇全发育周期的3D单细胞时空多组学图谱 [1] - 研究成果为生物发育提供了分子层面的参考，有望为发育缺陷及相关疾病机制研究奠定基础 [1] - 相关成果发表于国际学术期刊《细胞》 [1] 技术细节 - 研究团队基于华大自主研发技术，对果蝇胚胎每0.5至2小时、幼虫及蛹期的各个关键阶段进行采样 [2] - 生成超过380万个空间分辨的单细胞转录组 [2] - 利用"Spateo"算法工具重建出高精度3D模型，精准解析组织形态与基因表达的空间动态 [2] 研究发现 - 构建了果蝇胚胎发育的"分化轨迹地图"，解析了细胞命运决定的关键分子机制 [2] - 研究发现不同胚层的细胞会沿着特定路径分化，转录因子通过激活或抑制基因指挥细胞扮演特定角色 [2] - 发现多个此前未被鉴定的转录因子，在神经、肠道及内分泌系统中可能起关键作用 [2] 研究意义 - 果蝇与人类共享约70%的疾病相关基因 [2] - 理解果蝇发育过程及基因调控机制有助于探究生命发育等重要科学问题 [2] - 为人类发育疾病领域相关研究提供参考 [2]

蚂蚁演化历史与成功因素 - 全球蚂蚁现生物种超过1.5万个，总重量超过所有野生鸟类和哺乳动物总和 [1] - 蚂蚁至少在1亿年前的白垩纪时期已形成复杂社会组织，成为"生存大师" [1] - 中国科学家团队在《细胞》发表论文揭示蚂蚁社会系统演化机制及关键基因 [1] 蚂蚁社会组织的演化路径 - 原始蚂蚁社会遵循"单配制"繁殖模式，亲缘选择理论促成稳定生殖分工 [2] - 基础社会架构包含繁殖品级（蚁后/雄蚁）与劳力品级（工蚁），后者分化出无性繁殖等特化形态 [2] - 单蚁后巢穴与多蚁后共存形态并存，部分物种工蚁完全取代蚁后功能 [2] 社会分工的遗传机制 - 蚂蚁基因组中970个基因簇在1.57亿年里保持稳定，参与调控发育和代谢等基础生命过程 [3] - 工蚁亚品级分化（如兵蚁）与关键基因表达差异相关，例如gcm基因影响神经胶质功能特化 [5] - 群体规模扩大驱动社会复杂度升级，保幼激素调控及脑发育基因差异是分子基础 [5] 社会性特征的协同演化 - 蚂蚁演化出种植真菌、放牧蚜虫、社会性寄生等模块化生存策略 [6] - 性状协同演化（如放牧蚜虫+大巢穴+多蚁后）增加社会组织复杂度 [6] - 基因选择压力动态变化（强化/放松）推动不同物种社会结构多样性 [6] 研究意义与理论框架 - 多层次演化机制（基因/个体/群体）为理解社会性动物提供理论模型 [7] - "旧基因，新功能"策略体现生命演化的简约性，核心调控网络重塑是关键 [7]

蚂蚁演化与社会性研究 - 中外联合研究项目揭示了蚂蚁从独居物种演化为拥有1 5万多个物种的庞大生物类群的过程 并解析了推动其社会分工和组织结构演化的关键基因 [1] - 蚂蚁社会存在两个基本品级：生殖品级（具繁殖能力）和劳力品级（工蚁无繁殖能力） 生殖分工构成其社会基础并推动社会性演化 [1] - 蚂蚁在1 57亿年演化中发展出标记觅食路径、交哺行为及种植真菌、放牧蚜虫等生存策略 形成模块化动态组合系统以适应环境需求 [2] 基因与性状协同演化机制 - 基因层面选择压力变化导致部分基因被"强化"或"放松" 体现性状间共享的基因调控基础 [2] - 社会组织形式变化是蚂蚁辐射性物种爆发和环境适应力的关键推动力 关键基因重塑社会分工与复杂度 [3] - 表型性状通过基因网络模块重塑协同演化 最终促进蚂蚁物种和社会性状多样化 [3] 研究团队与成果发表 - 研究由浙江大学生命演化研究中心、中国科学院昆明动物研究所等机构合作完成 成果发表于《细胞》期刊 [1][2][3] - 论文共同作者包括博士后丁果、客座学者冉浩及副研究员刘薇薇 项目发起人为教授张国捷 [1][2][3]

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 ...

哺乳动物回声定位趋同机制研究 核心发现 - 首次从表观遗传调控层面揭示不同哺乳动物海马区回声定位的分子趋同机制 [1] - 研究覆盖蝙蝠、齿鲸、猪尾鼠等5个远缘哺乳动物类群，其回声定位能力虽独立进化但功能高度相似 [1] - 发现222个共享开放染色质区域，数量显著高于随机预期，与突触可塑性通路密切相关 [1] 技术方法 - 整合染色质可及性测序、转录组测序和透射电镜技术，比较中华菊头蝠、普通长翼蝠及大娄山猪尾鼠的海马区特征 [1] - 透射电镜证实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 [1] 基因调控网络 - 传统听觉相关基因在回声定位物种海马区调控网络中异常活跃，可能参与空间定位功能构建 [2] - 非编码调控区域的进化重复性被证实为行为趋同的关键驱动力，突破蛋白质编码基因研究的局限 [2] 模式动物价值 - 确立大娄山猪尾鼠为新型模式动物类群，其与实验室小鼠遗传背景相近，利于神经机制解析 [2] - 研究成果为复杂性状进化机制提供新范式，并奠定回声定位神经编码原理研究的基础 [2]

技术突破 - 美国科罗拉多州立大学团队成功合成"基因开关"，首次实现灵活调控成熟植物关键遗传特性 [1] - 该技术通过构建新型DNA片段植入植物体内，使生物体具备类似电子电路的开关功能，可精确控制特定基因表达 [1] - 研究突破此前仅限单细胞生物的基因调控技术瓶颈，攻克多细胞植物因组织结构复杂带来的应用挑战 [1] 研发方法 - 团队合成植物DNA片段并构建遗传"切换系统"，结合数学建模筛选最优设计方案 [1] - 选定DNA序列导入植物后，通过12天持续监测定量评估基因表达调控效果 [1] 应用前景 - 技术实现植物基因功能的可预测、可编程调控，为智能农业提供理论基础 [2] - "基因电路"可调控植物生命周期各阶段活动，例如增强作物抗旱能力或缩短生长周期 [2] - 未来结合机器学习可优化设计流程，加速自动化研发进程 [2] 行业影响 - 技术将推动农业领域按需设计作物功能，如调控南瓜生长周期同时保持产量与营养 [2] - 突破性进展为粮食安全、环境修复及可持续材料开发开辟新路径 [2]

华人学者科研突破 - 2025年5月29日Science期刊上线8篇华人学者参与的论文（通讯作者或第一作者）[1] - 中山大学团队发现ASB7通过HP1-SUV39H1动态调控回路维持H3K9me3表观遗传稳态[1] - 中科院团队揭示家蚕滞育变异的遗传基础，发现核心生物钟基因Cycle是关键调控因子[1] 古人类遗传学研究 - 中科院团队通过127例云南古人类基因组（距今7100年）揭示该地区与青藏高原"幽灵祖先"及南亚语系族群的深层遗传联系[2] - 研究填补中国西南古基因组空白，证实云南在亚洲史前人群迁徙中的枢纽地位[2] 新能源技术进展 - 南京航空航天大学开发气相辅助表面重构技术，显著提升钙钛矿太阳能组件的户外稳定性[3] - 美国国家实验室团队开发基于C60离子盐电子穿梭体的高性能倒置钙钛矿太阳能组件[3][4] 植物与气候研究 - 清华大学发现植物茎呼吸的热适应机制，表明碳-气候反馈效应可能弱于预期[3] - 台湾大学团队通过693份基因组数据证实红豆驯化起源于日本，与中国野生品种存在基因渗入[5]