終端蟻社會演化降低自然選擇效率

Alapfogalmak

終端蟻社會複雜度的增加與自然選擇效率的降低存在關聯。

Kivonat

本研究探討了終端蟻社會演化對自然選擇效率的影響。
首先,通過分析66種蟑螂物種(包括6種終端蟻)的轉錄組數據,發現終端蟻的非同義突變與同義突變比值(dN/dS)顯著高於非終端蟻物種,表明終端蟻的自然選擇效率較低。這與之前在蜜蜂和蜘蛛中觀察到的結果一致。
進一步分析68種終端蟻物種的轉錄組數據,發現終端蟻社會複雜度的增加與dN/dS值的升高存在顯著相關性。具有更複雜社會組織(如巢穴由多個獨立部分組成,以及工蟻為完全無生殖能力的專職工蟻)的終端蟻物種,其dN/dS值更高,表明自然選擇效率更低。
這些結果支持了終端蟻這一"超級生物體"的概念,即其群體大小和社會複雜度的變化,就像非社會物種中個體大小和生活史特徵的變化一樣,都會影響有效群體大小,從而影響自然選擇的效率。這為理解社會性昆蟲的基因組演化提供了新的視角。

Statisztikák

終端蟻的dN/dS值(0.107 ± 0.00687)顯著高於非終端蟻物種(0.0675 ± 0.00756)。
在終端蟻中,巢穴由多個獨立部分組成(MP)的物種dN/dS值(0.188 ± 0.0233)高於巢穴由單一部分組成(OP)的物種(0.149 ± 0.0124)。
在終端蟻中,工蟻為完全無生殖能力的專職工蟻的物種dN/dS值(0.188 ± 0.0233)高於工蟻具有生殖潛能的物種(0.167 ± 0.0178)。

Idézetek

"終端蟻社會複雜度的增加與自然選擇效率的降低存在關聯。"
"具有更複雜社會組織的終端蟻物種,其dN/dS值更高,表明自然選擇效率更低。"
"這些結果支持了終端蟻這一'超級生物體'的概念,即其群體大小和社會複雜度的變化,會影響有效群體大小,從而影響自然選擇的效率。"

Főbb Kivonatok

The impact of social complexity on the efficacy of natural selection in termites

by Roux,C., Wey... : www.biorxiv.org 04-29-2024

https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.04.26.591327v2

Mélyebb kérdések

終端蟻社會複雜度的演化是否是由於有效群體大小的降低所驅動?

終端蟻的社會複雜度演化確實與有效群體大小的降低有密切關聯。根據研究，當社會性昆蟲如終端蟻的繁殖限制在少數個體之中時，這會導致有效群體大小（Ne）的顯著下降。有效群體大小的降低使得自然選擇的效率減弱，因為隨著Ne的減少，隨機基因漂變的影響增強，這使得有害突變的固定率上升，進而影響基因組的演化。這一現象在終端蟻及其他社會性昆蟲中均有觀察到，顯示出社會結構的複雜性與基因組演化之間的相互作用。

在其他社會性昆蟲中,是否也能觀察到類似的自然選擇效率降低現象?

是的，在其他社會性昆蟲中也觀察到了類似的自然選擇效率降低現象。例如，在蜜蜂和螞蟻等社會性昆蟲中，研究顯示這些物種的dN/dS比率普遍較高，這表明自然選擇的效率降低。這一現象與有效群體大小的減少密切相關，因為社會性昆蟲的繁殖通常集中在少數的繁殖個體上，這導致了基因組中有害突變的積累和有利突變的固定效率降低。這些研究結果強調了社會性昆蟲在演化過程中面臨的共同挑戰，並且支持了社會性行為與基因組演化之間的關聯。

如何利用基因組數據進一步探討社會性昆蟲有效群體大小的變化及其對基因組演化的影響?

利用基因組數據可以深入探討社會性昆蟲有效群體大小的變化及其對基因組演化的影響。首先，可以通過比較不同社會性昆蟲的基因組數據，分析dN/dS比率的變化，這能夠揭示自然選擇的效率如何隨著社會結構的複雜性而變化。其次，基因組數據可以用來進行系統發育分析，幫助識別社會性昆蟲的演化歷史，並探討有效群體大小的變化是否在社會性行為的演化之前或之後發生。此外，通過對比社會性與非社會性昆蟲的基因組，可以進一步了解社會性行為如何影響基因組的適應性演化，並揭示基因組中與社會性相關的特定基因的選擇壓力。這些研究將有助於建立社會性昆蟲演化的更全面的模型，並深入理解社會性行為對基因組演化的長期影響。