当你偶遇一群列队行进的蚂蚁，需要蹲下身、眯起眼才气看清它们每个眇小个体时，可能很难思象：这些体长不到 1cm   的生物，其总分量竟终点于人人东谈主类体重的五分之一，培植了统共野生鸟类和哺乳动物的总额 [ 1 ] 。蚂蚁，这个在地球上滋生了至少 1.5 亿年的陈腐类群，用高度组织化的"超有机体"社会，书写了地球生命演化史上最胜仗的篇章之一 [ 2 ] 。

在亿万年的进化长河中，蚂蚁究竟凭借什么上风脱颖而出？它们令东谈主咋舌的社会组织与惊东谈主的物种种种性背后，荫藏着若何的遗传密码？这个困扰学界多年的谜题，终于在 2025 年 6 月迎来了紧要冲破。《细胞》期刊发表的一项重磅琢磨，通过分析人人 163 种蚂蚁的全基因组数据，初次系统揭开了蚂蚁社会性演化的遗传密码。这项由中国科学院昆明动物琢磨所深度参与、30 个机构鸠合攻关的紧要琢磨后果，为咱们揭开了蚂蚁从茕居生活到斥地复杂社会帝国的演化史诗。

蚂蚁的系统发育联系及迫切节点上社会性状的造成（图片开头：丁果）

侏罗纪的首先：

从平定孤身一人猎手到超有机体的出身

基于基因组数据构建的系统发育树泄漏，蚂蚁发源于约 1.57 亿年前的侏罗纪晚期。其时的地球，霸王龙还要在 8000 万年后才会出现，空气中漂泊着苏铁与银杏的气息，宏大的蜥脚类恐龙踩过地盘，留住的脚印足以容纳统共这个词早期蚂蚁群体 [ 3 ] 。

而这些早期蚂蚁可能已经茕居的捕食者，直到一次改革运谈的演化跃迁——与消化功能、内分泌信号、表皮碳氢化合物合成及化学感受计划的基因眷属发生推广，为蚂蚁搭建了化学通信的分子桥梁。这些基因的变化，让蚂蚁能通过信息素识别同类，造成专有的"眷属气息"。

演化史上的某个短暂，一只雌蚁作念出了枢纽聘请：它莫得独自产卵，而是允许同类留在身边帮衬照顾幼虫，这个眇小的举动，孕育了地球上最复杂的生物组织体式之一——"超有机体"。这是一种畸形多细胞生物体或无为动物社会的、更复杂的弗成逆生物组织体式。简短来说，在超有机体中，个体终点于"细胞"，群体则终点于一个"超等个体"。对蚂蚁而言，蚁后和雄蚁如同"生殖细胞"，雅致滋生后代；工蚁则像"体细胞"，承担觅食、育幼、把稳等责任。

蚂蚁的等第分化（图片开头：中国科学院昆明动物琢磨所）

白垩纪的分野：保守与立异的演化博弈

技巧在恐龙的嘶吼中流淌，蚂蚁眷属在约   1.25~1.45 亿年前走到了运谈的支路口，迎来了进化史上的枢纽分野：一支是"保守派"猛蚁类，它们的蚁后与工蚁体型收支无几，群体限制仅数十只，工蚁仍保留产卵才略；另一支是"立异派"正蚁类，它们的基因里藏着更大的揣测打算。

里氏钩猛蚁   Anochetus risii（图片开头：袁东煦）

正蚁类的保幼激素通路基因运转扩增，就像给发育装上了"调治器"——蚁后能长得越来越大，工蚁则保抓工致体型；胰岛素通路基因的抒发出现分化，工蚁的卵巢迟缓退化，成为专职劳力。

这场演化立异的申诉极为丰厚：正蚁类的社会单干更透顶，群体限制激增，发展出高效的觅食旅途标记活动。如今，它们占据了蚂蚁物种的 90% [ 4 ] ，成为地球陆地生态系统中最胜仗的社会性虫豸类群。

抓续推广的奥妙：

基因组"褂讪"与"变化"共存

蚂蚁社会的种种性，离不开其基因组较高的结构动态性。琢磨对比 17 个物种的染色体水平基因组发现，蚂蚁的 DNA 就像一盘握住重组的拼图：染色体交融、断裂、倒位等重排事件常常发生，其速度是脊椎动物的 1.5~4.5 倍。要知谈，这种重排速度正巧与物种种种性正计划——重排越常常的类群，演化出的新物种越多 [ 2 ] 。

但在这种剧烈的变化中，又存在着惊东谈主的褂讪。琢磨断然出 970 个保守的基因集群，它们在 80% 以上的蚂蚁物种中保抓着交流的罗列规定。这些基因如同社会运作的"基石"，共同调控着代谢、发育等中枢功能，维系着蚂蚁社会亿万年来的基本框架。

这种"举座震动、局部褂讪"的基因组计谋，让蚂蚁既能快速合适环境变化，又能保留社会运作的中枢思制——这梗概是它们在白垩纪大骤一火中幸存，并在自后的岁月中抓续推广的枢纽 [ 2 ] 。

从基因到变装：

蚂蚁社会单干的分子密码

蚂蚁社会的中枢是单干，而单干的玄妙藏在基因的抒发各异中。

琢磨发现，三个陈腐的信号通路在蚂蚁中被"更正"成了社会单干的"调控器"：保幼激素通路通过调控一些基因的剂量变化，决定幼虫发育成蚁后已经工蚁；胰岛素通路的中枢基因通过抒发各异决定蚂蚁是否迎来生殖器官的充分发育；最令东谈主称奇的是 MAPK 通路，这个调控细胞助长的陈腐通路，在蚂蚁中在蚂蚁中赢得了新的社会功能，能够"按下社会单干的重置键" [ 2 ] [ 5 ] ——施行泄漏，用药物遏抑 MAPK 通路中的 Dsor1 基因后，小黄家蚁（Monomorium pharaonis）的工蚁体型彰着变大，发扬出访佛蚁后的花式特征。

这些通路的协同作用，让交流的基因组能演绎出霄壤之别的生命脚本：蚁后专注滋生，工蚁专注职业，共同维系着"超有机体"的运转。

基因调控收罗为蚂蚁社会单干提供了底层蓝图，而这一蓝图的竣事还体当今工蚁群体的精细化变装分派上。在复杂的蚂蚁社会中，工蚁会进一步分化出更精细的"功绩身份"。有些物种的工蚁分为专职柔顺幼虫的袖珍工蚁、雅致把稳与攻坚的大型兵蚁，以致出现更概述的亚等第分化。这些单干并非随即产生，而是由基因事先"编程"的活动模式。

恰是这种高度专科化的单干体系，让蚂蚁群体能完成单个个体无法竣事的复杂任务：从建造堪比摩天大楼的地下窠巢，到组织沉迢迢的觅食远征，再到回击外敌入侵的精密把稳，王人展现出畸形个体灵敏的群体配合才略。

蚂蚁社会性特征之间的相互联系（图片开头：Joel Vizueta）

尾声：蚂蚁的亿年独白

我是蚂蚁，是亿年演化的结晶。从侏罗纪的裸子林到城市的水泥漏洞，咱们永远在土壤中编织着社会的收罗。恐龙骤一火、真花植物兴起、哺乳动物崛起、东谈主类斯文出身……这些地球的变迁在咱们眼中，不外是漫万古光里的章节更替。

咱们的玄妙藏在基因里：既要有改革的勇气（染色体重排），也要有苦守的灵敏（保守基因集群）；既要个体分化（等第各异），也要群体协同（信息素通信）。咱们从不追求舞台中央的光环，只作念地球生命演化中最矍铄的参与者。

当东谈主类的眼神投向星空时，咱们仍会在土壤里不息着生命的旅程。因为咱们笃信，最伟大的演化故事，时时发生在最不起眼的边缘。

参考文件

[ 1 ] SCHULTHEISS P, NOOTEN S S, WANG R, et al. The abundance, biomass, and distribution of ants on Earth [ J/OL ] . Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 2022, 119 ( 40 ) : e2201550119 [ 2025-07-19 ] .  

[ 2 ] VIZUETA J, XIONG Z, DING G, et al. Adaptive radiation and social evolution of the ants [ J/OL ] . Cell, 2025 [ 2025-07-19 ] .  

[ 3 ] XIE A, CHEN H, WANG Y, et al. An exceptionally preserved conifer wood Metapodocarpoxylon from the Jurassic of northeastern Qinghai-Xizang ( Tibetan ) Plateau, and its palaeobiogeographic and palaeoclimatic significances [ J/OL ] . Geological Magazine, 2024, 162 ( e7 ) : 1-10 [ 2025-07-19 ] .  

[ 4 ] WARD P S. Phylogeny, classification, and species-level taxonomy of ants ( Hymenoptera: Formicidae ) [ J/OL ] . Zootaxa, 2007, 1668 ( 1 ) : 549-563 [ 2025-07-19 ] .  

[ 5 ] AN H, OPACHALOEMPHAN C, CARMONA-ALDANA F, et al. Insulin signaling in the long-lived reproductive caste of ants [ J/OL ] . Science, 2022, 377: 1092-1099 [ 2025-07-19 ] .

操办制作

开头丨科普中国

作家丨张应超 生态学硕士

监制丨中国科普博览

责编丨张一诺

审校丨徐来、张林林

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