在森林地表、熱帶雨林樹冠，甚至城市的縫隙中，螞蟻以驚人的數量與多樣性活躍在地球陸地生境幾乎每一個角落。它們不僅數量龐大，而且組織嚴密，一個蟻群就像一個高度協調的“超級有機體”（superorganism）——蟻后專職繁殖，工蟻負責覓食、筑巢、照料幼蟲，兵蟻承擔防御任務。這一精密分工的社會體系不僅高度穩定，還展現出復雜的信息交流、協作行為與集體決策能力，堪稱自然界中的“微型帝國”。然而，螞蟻為何如此成功？這種極端的社會性是如何在演化過程中產生的？螞蟻如何從單個個體的生存斗爭中，邁向了群體協調、個體犧牲與功能分化的超級社會？這種復雜的組織模式背后，是否隱藏著一套共同的遺傳密碼？這些問題一直困擾著演化生物學家和社會性昆蟲學研究者。

2025年6月16日，浙江大學生命演化研究中心張國捷教授團隊聯合國內外30家科研機構，在國際頂級學術期刊《Cell》在線發表題為“Adaptive radiation and social evolution of the ants”的重要研究成果（圖1）。廣西大學農學院植保系青年教師高瓊華博士在該項目中參與了多個國內螞蟻物種樣品收集、鑒定、測序和分析等工作，為本研究提供了關鍵支持。高瓊華博士主要從事螞蟻和白蟻行為生態與遺傳演化相關研究和科普工作。先后主持或參與國家及省級等科研項目近10項，在《Cell》、《Nature Ecology & Evolution》、《GigaScience》、及《Behavioral Ecology and Sociobiology》等國際知名期刊累計發表論文近20篇。

圖1 文章在線發表

該研究通過整合分析全球163種螞蟻的全基因組數據（其中145種為首次測序）發現：螞蟻基因組經歷了大規模重排，并與物種形成速率密切相關。同時，保守的共線性區塊中富集了參與基礎代謝和品級分化的共表達基因網絡。在螞蟻祖先中，與消化、內分泌信號、表皮碳氫化合物合成和化學感受相關的基因家族顯著擴張；而與品級分化相關的基因在正蟻類（Formicoid）祖先中出現了顯著的正選擇信號。此外，研究還發現，螞蟻社會性狀的演化受三條高度保守的信號通路——保幼激素（JH）、MAPK和胰島素通路的調控。研究團隊進一步通過功能實驗驗證了MAPK通路在調控螞蟻品級分化中的關鍵作用。該成果首次從基因組層面重建了社會性狀的遺傳基礎，并揭示了其在基因調控網絡中的整合機制，為理解超級有機體的演化提供了重要線索（圖2）。

圖2 文章的圖文摘要

浙江大學生命演化研究中心張國捷教授，丹麥哥本哈根大學Jacobus J. Boomsma教授，德國明斯特大學Lukas Schrader助理教授，中國科學院昆明動物研究所劉薇薇副研究員共同擔任通訊作者。哥本哈根大學博士后Joel Vizueta、中國科學院大學與華大生命科學研究院聯合培養博士熊子軍、浙江大學博士后丁果為論文共同第一作者。