黄蜂独特的面部识别能力为研究生物进化提供了线索

摘要:

北方纸黄蜂(Polistes fuscatus)能够将同类的面孔与另一只的区分开。对昆虫遗传学的新分析表明,这些独特而复杂的技能发展得异常迅速,这一趋势为人们全面了解智力和有利性状的发展提供了线索。这项研究是由康奈尔大学的遗传学研究人员进行的,他们希望不仅能更好地理解北方纸黄蜂进化出了哪些特征,而且还能更快地理解它们的形成原因。

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“我们要探讨的主要问题是复杂特征如何演变。认知进化的方式和节奏是什么?”首席研究员迈克尔·希恩说。 “真正令人惊讶的结论是,这些黄蜂历史上最强烈的进化选择压力不是应对气候、捕捉食物或应对寄生虫,而是彼此之间的沟通变得更顺畅。那是非常深刻的。”

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希恩和他的团队通过分析北部纸黄蜂的基因组及其两个近亲的基因组来研究其进化,这使他们能够弄清遗传变异并揭示某些突变的DNA签名。

“我们正在寻找缺乏多样性的DNA片段,” 希恩说。 “这表明,有时候新突变的出现是如此有益,它席卷了整个种群,缺乏多样性的DNA片段越长,就越有必要进行更新和激烈的选择。”

通过分析,研究小组发现了与昆虫视力、学习和记忆相关的基因的强大而快速的选择,而这些基因对于面部识别至关重要。他们认为这次改变发生在最近几千年内。同时,北部黄蜂的两个近亲没有表现出用于学习或记忆的强力遗传选择模式,这表明面部识别是独特进化的重要驱动力。

能认出面孔的昆虫都属于具有多个蜂后的共生社会,据信该技能对于告诉一个蜂后与另一个蜂后并建立等级制度至关重要。在对黄蜂进行研究的同时,研究小组将昆虫的进化视为了解智力如何更广泛地进化的模型。

“我们的发现表明认知进化不一定是渐进的,” 希恩说。 “发生的变异会引起重大变化。这表明认知能力的快速适应可能在其他物种中也很重要,例如人类的语言。”

该研究发表在《美国国家科学院院刊》上。

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