据美国生活科学网报道，蚂蚁最终能够成为至高无上的蚁后还是地位卑微的工蚁，将取决于什么因素呢？目前，一项最新研究发现，蚂蚁在群体中的社会地位取决于其基因特征和年轻时所吃的食物营养。
美国研究人员对佛罗里达州收割蚁(Pogonomyrmex badius)进行了研究分析，期望揭开这种蚂蚁社会地位的决定性因素。亚利桑那州大学博士后研究员克里斯多弗·史密斯说，“基本上，我们发现蚂蚁的社会地位形成因素要比之前所认为的更复杂，我们研究显示它们存在着大量的基因成份决定其社会地位等级，但同时也存在着非常强的环境因素在内。”这项研究是由伊利诺斯州大学厄本那香槟分校生物学家安德鲁·苏雷兹负责，该研究的详细资料发表在8月份出版的《美国博物学家》（The American Naturalist）杂志上。据悉，史密斯曾经在伊利诺斯州大学就读研究生。
雄蚁的职责：交配和死亡
史密斯指出，在收割蚁群体中，雄蚁的社会轨迹很单一，它们每隔一年生育后代，它们除了交配和死亡，再没有什么事情可做了。对于雌蚁，它们存在着三种社会地位——蚁后继承者，两种类型的工蚁：一级工蚁和次级工蚁。蚁后继承者的体重是次级工蚁的8倍，而一级工蚁的体重是次级工蚁的4倍。然而，一级工蚁的数量仅占工蚁总数的5%。
为了剖析遗传特征对于蚂蚁等级的影响，科学家对来自8个不同蚂蚁群体的1200只蚂蚁进行了父权关系测试。他们发现某些遗传因素对于蚂蚁的社会地位的确定具有一定优势，某些父权关系很可能使后代成为蚁后，而另一些雄蚁的后代则很可能成为普通的工蚁。
同时，生物学家通过分析蚂蚁蛹状发育阶段(从幼虫发育至成年体)所吃的食物，进一步发现早期体内食物营养对于未来的社会地位的影响。如果它吃了大量的肉食性食物，其体内的特殊氮物质将多于经常吃植物食物链的蚂蚁。蚁后继承者体内具有最高水平的氮物质，这意味着它们吃了更多的肉食性食物，经分析一级工蚁体内氮含量仅次于蚁后继承者，而次级工蚁体内氮含量又次于一级工蚁。史密斯说，“迄今所有的证据显示在确定蚂蚁社会等级方面，其体内营养具有重要决定因素。”
遗传特征和早期体内营养决定蚂蚁的社会地位
虽然科学家们发现遗传特征和体内营养对于确定蚂蚁的社会地位具有重要地位，但它们仍不理解这些因素是如何工作实现的。或许基因特征和体内营养成份可以激发某种激素，该激素将决定蚂蚁能否发育成为工蚁或者是蚁后。
然而许多群居昆虫物种的社会地位完全取决于遗传特征，某一只雄蚁的后代将全部成为蚁后，但其他的雄蚁后代却全部成为工蚁。科学家认为佛罗里达收割蚁的这项研究发现可应用于许多不同物种。史密斯说，“通过分析许多研究案例可显示出遗传特征可完全决定于该动物的社会地位关系，但是所有的研究案例告诉我们遗传特征和体内营养对于多数群居昆虫具有很好的交互作用。”（生物谷Bioon.com）
生物谷推荐原始出处：
The American Naturalist，DOI: 10.1086/590961，C. R. Smith, A. V. Suarez
Caste Determination in a Polymorphic Social Insect: Nutritional, Social, and Genetic Factors
C. R. Smith,1,2,* K. E. Anderson,3,† C. V. Tillberg,4,‡ J. Gadau,2,§ and A. V. Suarez1,5,
1. Program in Ecology and Evolutionary Biology, University of Illinois Urbana-Champaign, Urbana, Illinois 61801;
2. School of Life Sciences, Arizona State University, Tempe, Arizona 85284;
3. Department of Entomology, University of Arizona, Tuscon, Arizona 85721;
4. Department of Biology, Linfield College, McMinnville, Oregon 97128;
5. Departments of Entomology and Animal Biology, University of Illinois Urbana-Champaign, Urbana, Illinois 61801
Abstract:
We examined how dietary, social, and genetic factors affect individual size and caste in the Florida harvester ant Pogonomyrmex badius, which has three discrete female castes. The diet that a larva consumed, as indicated by δ13C, δ15N, and C:N, varied with caste. Both N content and estimated trophic position of dietary input was higher for major than for minor workers and was highest for gynes (reproductive females). The size and resources of a colony affected the size of only minor workers, not that of gynes and major workers. Approximately 19% of patrilines showed a bias in which female caste they produced. There were significant genetic effects on female size, and the average sizes of a major worker and a gyne produced by a patriline were correlated, but neither was correlated with minor worker size. Thus, genetic factors influence both caste and size within caste. We conclude that environmental, social, and genetic variation interact to create morphological and physiological variation among females in P. badius. However, the relative importance of each type of factor affecting caste determination is caste specific.
