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2024-08-02
蚁后以长寿着称,尽管它们本不应该长寿。通常,将大量精力用于繁殖的动物会牺牲一些生命。但是,与不进行繁殖的工蚁相比,蚁后会产下数百万个卵并且寿命非常长。
现在,研究人员展示了一种蚂蚁如何实现这一抗衰老壮举。研究人员在9月2日的《科学》杂志上报告说,当Harpegnathossaltator物种的蚁后和想成为蚁后的人准备繁殖时,胰岛素信号通路的一部分会被阻断,从而减缓衰老。长期以来,该分子途径一直与哺乳动物(包括人类)的衰老有关。
“有必要了解为什么群居昆虫中的蚁后或繁殖后代可以活得如此之久,”未参与这项研究的罗德岛普罗维登斯布朗大学生物学家马克·塔塔尔说。一些蚂蚁物种的蚁后寿命是其工蚁的30倍。蜜蜂和白蚁等其他群居昆虫也有长寿的蚁后。
在蚂蚁的罕见行为中,当女王H.saltator去世时,一些女性工蚁开始在决斗中竞争以取代她的机会(SN:1/17/14)。这些充满希望的皇室成员发育出卵巢,开始产卵并转变为类似女王的形式,称为gamergates。当一名工人过渡到游戏门时,她的寿命会变成原来的五倍。但如果她最终没有成为女王,而是变回工人,她的寿命又会缩短。
研究人员利用这种行为来研究这些蚂蚁抗衰老的分子基础。事实证明,H.saltatorgamergates通过利用胰岛素信号通路的分裂来延长它们的寿命,胰岛素信号通路是驱动胰岛素对身体产生影响的化学反应链。该途径的一个分支与生殖有关,而另一个与衰老有关。
盖恩斯维尔佛罗里达大学的生物学家HuaYan说:“胰岛素与我们的生活息息相关——[在]我们进食后,我们的胰岛素水平很高。”“但持续高水平的胰岛素不利于长寿。”
通过检查基因活动模式,Yan及其同事发现,与普通工蚁相比,gamergates具有更活跃的胰岛素基因,因此,它们的代谢活动和卵巢发育增加。但实验表明,保护蚂蚁免受胰岛素衰老影响的秘方似乎是一种名为Imp-L2的分子,它阻断了与衰老相关的胰岛素通路分支。然而,参与繁殖的分支仍然活跃。
“我们不明白的是Imp-L2如何作用于通路的一个方面而不作用于另一个方面,”该研究的合著者、纽约大学的发育生物学家克劳德·德斯普兰(ClaudeDesplan)说。
研究人员说,这些结果代表了我们对极端社会昆虫寿命的理解的飞跃,同时也展示了一种以前在野外从未见过的抗衰老进化适应。
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