在森林地表、热带雨林树冠，甚至城市的缝隙中，蚂蚁以惊人的数量与多样性活跃在地球陆地生境几乎每一个角落。它们不仅数量庞大，而且组织严密，一个蚁群就像一个高度协调的“超级有机体”（superorganism）——蚁后专职繁殖，工蚁负责觅食、筑巢、照料幼虫，兵蚁承担防御任务。这一精密分工的社会体系不仅高度稳定，还展现出复杂的信息交流、协作行为与集体决策能力，堪称自然界中的“微型帝国”。然而，蚂蚁为何如此成功？这种极端的社会性是如何在演化过程中产生的？蚂蚁如何从单个个体的生存斗争中，迈向了群体协调、个体牺牲与功能分化的超级社会？这种复杂的组织模式背后，是否隐藏着一套共同的遗传密码？这些问题一直困扰着演化生物学家和社会性昆虫学研究者。
近日，浙江大学生命演化研究中心张国捷教授团队联合国内外30家科研机构，在国际顶级学术期刊《Cell》在线发表题为“Adaptive radiation and social evolution of the ants”的重要研究成果。
该研究通过整合分析全球163种蚂蚁的全基因组数据（其中145种为首次测序）发现：蚂蚁基因组经历了大规模重排，并与物种形成速率密切相关。同时，保守的共线性区块中富集了参与基础代谢和品级分化的共表达基因网络。在蚂蚁祖先中，与消化、内分泌信号、表皮碳氢化合物合成和化学感受相关的基因家族显著扩张；而与品级分化相关的基因在正蚁类（Formicoid）祖先中出现了显著的正选择信号。此外，研究还发现，蚂蚁社会性状的演化受三条高度保守的信号通路——保幼激素（JH）、MAPK和胰岛素通路的调控。研究团队进一步通过功能实验验证了MAPK通路在调控蚂蚁品级分化中的关键作用。该成果首次从基因组层面重建了社会性状的遗传基础，并揭示了其在基因调控网络中的整合机制，为理解超级有机体的演化提供了重要线索。
浙江大学生命演化研究中心张国捷教授，丹麦哥本哈根大学Jacobus J. Boomsma教授，德国明斯特大学Lukas Schrader助理教授，中国科学院昆明动物研究所刘薇薇副研究员共同担任通讯作者。哥本哈根大学博士后Joel Vizueta、中国科学院大学与华大生命科学研究院联合培养博士熊子军、浙江大学博士后丁果为论文共同第一作者。
广西大学农学院植保系青年教师高琼华博士在该项目中参与了多个国内蚂蚁物种样品收集、鉴定、测序和分析等工作，为本研究提供了关键支持。高琼华博士主要从事蚂蚁和白蚁行为生态与遗传演化相关研究和科普工作。先后主持或参与国家及省级等科研项目近10项，在《Cell》、《Nature Ecology & Evolution》、《GigaScience》、及《Behavioral Ecology and Sociobiology》等国际知名期刊累计发表论文近20篇，申请国家发明专利2项，参编教材1部，出版译著1部。
https://doi.org/10.1016/j.cell.2025.05.030
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