蚂蚁也会“产奶”？你没看错，《自然》新研究发现了蚂蚁蛹的“奶妈”角色

药明康德内容团队编辑

我们都知道，哺乳动物的幼崽由妈妈分泌的乳汁喂养长大，这一独特之处正是哺乳动物得名的来源。然而，最近洛克菲勒大学（Rockefeller University）的科学家通过一系列精心设计的实验，获得了一项颇为颠覆认知的发现：蚂蚁也会分泌“乳汁”一样的营养液喂养幼虫。

研究论文近日发表于顶尖学术期刊《自然》

这项研究的负责人Daniel Kronauer教授痴迷于观察蚂蚁群体。在他看来，蚂蚁社会有着复杂的沟通和分工，是我们理解社会化行为如何演化的理想模型。为此，他和同事们以一种叫做毕氏卵角蚁（ Ooceraea biroi ）的蚂蚁为研究对象，克隆繁殖出蚁群作为实验模型，以研究蚂蚁社会是如何形成和运作的。

Orli Snir博士是实验室里的一名博士后研究员，她尝试着把不同发育阶段的蚂蚁分别从蚁群中隔离出来，想看看它们离群之后会发生什么。然后，她注意到了奇怪的现象：单独取出来蚂蚁蛹后，周围很快积聚了很多液体。

蚂蚁的生命周期从卵开始，先是孵化为幼虫，然后幼虫经过一动不动的封闭阶段——蛹，发育为成虫。通常，昆虫不会在蛹阶段分泌液体，过去也没有人注意过蚂蚁蛹分泌液体。但Snir博士发现，蚂蚁蛹不仅连续几天分泌液体，而且不马上将其去除的话，很容易引起真菌感染，导致蚂蚁死于蛹阶段，无法活到成虫。

蚂蚁蛹快要闭合时分泌出大量液体，从蛹壳渗出，形成液滴｜参考资料[1]

这让她想到了一个问题：正常蚁群中，蚂蚁是怎么去除这些液体的呢？于是，他们用食用色素作为标记，在蚁群中追踪这些神秘液体的去向。

结果，色素很快出现在了所有成年蚂蚁的消化系统内。原来，这些液体是种非常受欢迎的“饮料”，蛹分泌出来后，蚁群中的成虫很快就会把它们喝掉，而这样做也刚好帮蛹实现了清洁。

这种分泌物不仅是成年蚂蚁爱喝，幼虫更是需要它们。实验显示，生命前四天没有喝到这种液体的蚂蚁幼虫会生长迟缓，甚至夭折。“刚孵化的几天里，幼虫就像新生儿依赖乳汁一样依赖这种液体。”Kronauer教授描述道，“成虫也非常爱喝，我们还不清楚它对成虫的影响是什么，但我们猜测很可能影响到代谢和生理功能。”

蚂蚁们似乎也很清楚这种液体可以促进幼虫的发育。研究人员观察到，成虫甚至会把幼虫凑到蛹的旁边，像喂奶似的，让活动能力有限的幼虫也可以直接吃到蛹分泌出的液体。而这一举动也让整个蚁群有了更强的生命力。

成年工蚁把幼虫（白色）放置在蛹（浅棕色）旁边，以便幼虫吃到蛹分泌出来的营养液｜参考资料[2]；Credit：Daniel Kronauer

通过蛋白质组学、代谢组学等分析方法，研究人员鉴定了液体的成分，确认其中包括所有必须氨基酸，多种碳水化合物和维生素，富含激素和神经活性物质，对于蚂蚁来说有很高的营养价值。

从分子组成推断，蚂蚁蛹的分泌物来源于蚂蚁的蜕皮过程，是一种特殊的蜕皮液。其他非社会性昆虫通常会在蜕皮时回收其中的营养，而此次的新发现表明，集群生活的蚂蚁会将这些营养分享给同伴。

蛹分泌物的蛋白质组成｜参考资料[1]

发现毕氏卵角蚁会分享蛹分泌的“乳汁”后，研究人员还进一步观察了其他4种蚂蚁。这五种蚂蚁在分类上属于不同的亚科，但研究人员发现它们的蛹都会分泌液滴，而且成分分析显示，与毕氏卵角蚁的非常相似，也都富含营养。因此，研究人员推测，这种行为可能在社会性蚂蚁类群中普遍存在。

代表五个主要亚科的蚂蚁都会在蛹阶段分泌液体｜参考资料[1]

研究者指出，这种分享营养的行为非同一般，构成了蚂蚁社会中一个互动网络的基础，对蚂蚁成为社会性动物有着至关重要的作用。研究蚂蚁社会行为的美国著名昆虫学教授William Morton Wheeler曾提出过，群体成员之间营养的相互依赖性是理解社会生活进化的关键，营养在昆虫社会中循环，就像血液在人体内循环，金钱在人类社会中流动一样。

在蚂蚁群体中，无数看似简单的个体协同工作，形成一股巨大的合力，因此有人把蚁群称为“超个体”，每个蚂蚁就是组成超个体的一个细胞，它们通过交换化学信号来传递信息，也和细胞在组织中的交流方式有异曲同工之妙。

接下来，这支研究团队计划继续探索蚂蚁蛹分泌的“乳汁”是否还会影响幼虫在社会中的命运、成虫的行为。“这项研究让我们一瞥昆虫社会错综复杂的相互作用网络，”Snir博士说，“我们的长期目标是深入了解控制社会组织的神经和分子机制，以及这些机制是如何进化的。”

参考文献

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