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在蚂蚁雄兵的研究表明,进化可以反向去

Turtle ant soldiers and their varied head shapes

龟蚂蚁捍卫自己的巢穴的入口精心装甲:他们的头。

龟蚁兵看起来像真实生活中的生物直出日本动漫电影。这些树居昆虫天窗来回运动有光泽,adorably超大的头,他们用它来阻止他们的巢穴,本质上充当活门的入口。

不是所有的头形相似:一些士兵有那些像井盖和完美的密封隧道入口。别人有方形头,它们组装成多成员封锁让人想起了斯巴达军队的重叠盾牌。该品种在头部形状揭示的不仅仅是另一种性质的离奇古怪的:它也可照物种如何演变,以填补生态位轻。而进化,新的研究发表在 科学的美国国家科学院院刊 显示,并不总是单向的向日益专业化。偶尔,它可以采取一个物种回一个更通才阶段。

“通常情况下,你可能会认为,一旦一个物种是专业,这是停留在那个非常窄众,说:” 丹尼尔kronauer,前往社会进化和行为的洛克菲勒的实验室。 “但龟蚂蚁是一个非常动态的进化轨迹的一个有趣的案例,有很多来回。”

在进化过程中取得了比赛

就像生活在殖民地许多其它社会性昆虫,蚂蚁龟专门为不同的功能,经常不断发展适合自己的工作夸大功能。对于战士,这个过程导致了该来,在各种形状的头大。

“还有的最小和最大龟蚂蚁士兵头之间高达四倍的差别,”说 斯科特·鲍威尔在乔治·华盛顿大学的生物学家和新研究的主要作者。 “为了帮助人们想像一下,我经常说,最小的品种是能够舒适地坐在种类最多的头。”

龟蚂蚁士兵的头部形状和大小是由有问题的品种占据了隧道的类型决定的。蚂蚁不挖隧道本身,而是转移到那些由蛀木虫挖掘。而且由于手我向下隧道可能过大或过小,kronauer说,蚂蚁迅速多样化,要能够占领。

龟蚂蚁头和能隧道之间的关系,从而提供了一个独特的清晰洞察自然选择。研究人员可以轻松地比较性状,头围,与生态功能,它的进化适应:巢入口的大小。作为kronauer说,“这是一个1:1匹配上完全一样的规模。”

一个动态的过程

检查各种头部形状的进化旅程中,研究人员分组89种基于士兵是否留着一个正方形,圆顶,光盘或碟形头龟蚂蚁。它们还包括一组没有士兵龟蚂蚁的。然后他们观察使用物种的遗传信息,这是他们以前收集这些群体之间的进化关系。

如果进化是一个单向路径,第一龟蚂蚁为大约45万年前出现应该已经完全缺乏的士兵,后来逐渐演变走向专业化,首先是通才,方头兵,一路那些highly-量身定制的菜头。

但新的分析表明,这种情况并非如此。相反,历史最悠久的共同祖先的研究人员能够容易跟踪了方头。该祖先接着形成的物种,从那些没有士兵对他人不同的专业化水平。在某些情况下,专科以上品种方向相反随着时间的推移,演变回更多面手头部形状。

这一发现显示了很好的可弯曲性是多么令人惊讶的是在装修有机体它们占据的环境背景下的形状,鲍威尔说。

“进化与发挥的空间实际上比以前认为的大了不少,” kronauer补充道。

丹尼尔kronauer

丹尼尔kronauer
斯坦利秒。和悉尼河舒曼副教授
社会进化与行为实验室


相关出版物

科学的美国国家科学院院刊
性状进化是可逆的,可重复的,并在龟蚂蚁士兵种姓分离
斯科特·鲍威尔,绍纳湖价格和丹尼尔·J·。 C。 kronauer



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