蚂蚁的性别决定与品级分化

• 基因性别：无性染色体由某些基因决定性别 • 染色体性别：由性染色体决定的性别，如，X Y 型 ZW型 • 生殖腺性别：生殖器官的差别。它直接影响个体表 型特征，也是判定个体性别的主要依据，因此称它 为初级性征。 • 表型性别 ：指雌雄之间的次级性征和调节性行为 的神经结构方面的差别
蚂蚁的性别决定与品级分化
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• 故事讲述了一个小男孩拿水枪喷射来 欺负小蚂蚁，结果自己变成和蚂蚁一 般的大小。在蚂蚁王国，做苦工的小 男孩通过与蚂蚁们的共同生活，最终 领悟到了人生意义，并为需要帮助的 小动物们伸出了援助之手。
剧 照
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4、染色体组的倍性决定性别
膜翅目昆虫中的蚂蚁/蜜蜂、黄蜂和小蜂等 蜜蜂：雄蜂是单倍体（haploid）， n=16； 雌蜂是二倍体（diploid），2n=32。 ♀（蜂后) M 卵子(n=16) 受精 受精卵发育 雌蜂(蜂后) ♂ 蜂后产生的单倍体的卵→未受精 → 雄蜂 (n=16）→假M→精子
性 别
蚂蚁品级分化的研究
• 促性腺激素FSH和LH 广泛存在于脊椎动物中，起着促进性腺发育、 促性腺激素 和
精卵成熟及刺激类固醇激素的产生。在无脊椎动物中，也存在FSH和LH， 用免疫组织化学染色技术，对FSH和LH在蚂蚁脑和性腺中的分布进行定位 研究，并根据免疫组织化学染色结果，推测这两种激素在拟黑多刺蚁品级 分化中的作用。 • 免疫反应结果显示：FSH免疫阳性神经细胞分布在雌蚁末龄幼虫及雌性 繁殖蚁婚飞前前脑右叶蕈形体背部kenyon细胞胞质及前脑右叶近中脑处， 婚飞前雄蚁前脑左叶有FSH的免疫阳性反应细胞的分布，但较雌性为弱。 LH阳性反应细胞分布在雌蚁末龄幼虫、雌蚁婚飞前个体的前脑左叶，近中 脑处，雄蚁婚飞前个体中脑左叶。早期幼虫、婚飞后繁殖蚁及工蚁各虫期 脑部均未见免疫阳性反应。 FSH和LH均存在于婚飞前雌性繁殖蚁性腺脂 肪体及雄性繁殖蚁性腺间质细胞中，在雌性繁殖蚁卵子发生早期滤泡细胞 中也有FSH的表达，但未见有LH阳性反应。精子发生过程中未见FSH和LH 的阳性反应。 • 研究结果表明，FSH和LH存在于蚂蚁脑部和性腺中，其表达具有发育阶 段性，并且在不同品级表达量不同，推测其可能调节蚂蚁的品级分化。
• 品级分化是生物非遗传多型性的一种现象。不仅是社会 性昆虫而且包括全部生物，其个体发育过程不仅会受到环 境因素如温度、光照和营养等的影响，也会受个体之间相 互作用的影响，其结果是个体的表现型可能发生某种程度 的改变，这种现象就是“表现型可塑性”（Nijhout, 1994, 1999）。 • 社会性昆虫的主要特征之一是具有品级分化。雌性分化 为生殖个体和非生殖个体，非生殖个体间又有不同的分工。 不同品级的个体在形态上也有所区别，群体内个体间互相 合作，各司其职。
前景展望
不同品级起源问题，究竟是什么机理控制的呢？尽管经过许多 科学家们的长期辛勤探索，至今还难以得到令人满意的解答。以上 研究，虽然能阐明某些蚂蚁王国中的秘密，但还不能令人口服心服， 仍存在严重的缺陷。还有待我们的不懈努力，去攻克。 品级分化作为社会昆虫的重要特征，对研究其严密的组织性、 严格的分工，以致庞大的群体可以如此高效的工作具有重要意义； 对于社会化的人，特别是现在社会分工越来越复杂越细致，有重要 借鉴作用；部分社会昆虫具有很大的药用和营养价值，品级分化的 研究，对其饲养有重要帮助；也为研究有性生殖的产生机理有很大 帮助；了解了品级分化机理也对蚁类防治有重要价值。
巨 小 家 蚁
敏捷扁头猛蚁 孟加拉稀切叶蚁
蚁 蚁 米 拉 蚁 日 徳 本 举 弓 腹 背 蚁 蚁 蚁 刺 多 氏 梅
蚂蚁性别决定
• 雄性：雄蚁是由不受精的卵发育而来的单倍体蚁
蚁后 雄蚁
蚁后：受精卵发育而来，具有生殖能力
• 雌性
工蚁、兵蚁：受精卵发育而来，性腺发 育缺陷，无生殖能力
兵蚁 工蚁
品级分化
• 《围困城堡》是一部动物题材的纪 录片，也是一部名副其实的惊恐片。 影片用真实的动物拍摄，一边是白 蚁，一边是食肉蚁，两者间的激烈 的战争简直就是一部惊恐片。白蚁 的巢穴被拍得就像是个生活着成千 上万个体的科幻城堡。《围困城堡》 在视觉上是一部战争片，其中一些 典型的古怪场景和行为，像是用电 脑设计制作的一般，让人联想起某 些科幻电影。
蚂蚁品级划分
• 任何蚁群可划分为生殖型和非生殖型 • 生殖型 • 蚁后 蚁后：有生殖能力的雌性，或称母蚁，又称蚁王，在群体中体型最大，特别 是腹部大，生殖器官发达，触角短，胸足小，有翅、脱翅或无翅。主要职责 是产卵、繁殖后代和统管这个群体大家庭。 • 雄蚁 雄蚁：或称父蚁。头圆小，上颚不发达，触角细长。有发达的生殖器官和外 生殖器，主要职能是与蚁后交配。 • 非生殖型 • 工蚁 工蚁：又称职蚁。无翅，是不发育的雌性，一般为群体中最小的个体，但数 量最多。复眼小，单眼极微小或无。上颚、触角和三对胸足都很发达，善于 步行奔走。工蚁没有生殖能力。工蚁的主要职责是建造和扩大巢穴、采集食 物、饲喂幼虫及蚁后等。 • 兵蚁 兵蚁：“兵蚁”是对某些蚂蚁种类的大工蚁的俗称，是没有生殖能力的雌蚁。 头大，上颚发达，可以粉碎坚硬食物，在保卫群体时即成为战斗的武器 。
剧照
白蚁城堡
行wenku.baidu.com蚁的扫荡
行军蚁侦察部队与叶蚁的遭遇战
城堡保卫战
王国迅猛的反击
生命 与 生存
Thank you !
蚂蚁品级划分
蚂蚁品级分化的研究
• 保幼激素是昆虫体内固有的激素之一，由内分泌器官咽侧体所合成，
并把它释放到血淋巴中，以维持幼虫的性状和促进成虫的生殖，但至今 它们的作用模式尚未被完全理解。 • 实验室的研究表明，保幼激素类似物的应用导致产生过多的兵蚁(前兵 蚁和中间品级)，而这些个体自己不能取食，并且主要依靠工蚁喂哺。工 蚁的这种过量的喂哺任务将导致沉重负担，这样就会造成已经产生的兵 蚁的死亡，引起整个群体的营养崩溃和社会结构的破坏并最终导致群体 的消亡。所以，保幼激素主要作用是调控蚂蚁的品级分化。所以，清楚 地揭示和理解保幼激素与蚂蚁品级分化的关系具有极其重要的意义，保 幼激素对）品级分化的影响需要继续研究。
蚂蚁品级分化的研究
• Julian等报道，基因决定品级分化是由杂交引起 杂交引起的。杂交的后代是工蜂或 杂交引起 工蚁，而世系内部交配的后代是生殖个体，而且这种品级决定模式看起 来在进化上是稳定的。 • Helms报道了收获蚁中繁殖个体和非繁殖个体之间基因表达的不同，发 现蚁王纯合子位点 纯合子位点比想象的还要多，而工蚁则多是杂合位点。据此可将 纯合子位点 成年蚁群分成2个极不相同的遗传分化组，显示了2个隐藏的品种而非1种。 不同父系基因在这些后代中的不同表现反应了品级间遗传的不同。 Helms的研究发现蚂蚁异型酶基因在蚁王和工蚁中的不同是由于品级间遗 传的不同而非基因的不同表达引起的。 • Hughes等发现在切叶蚁中同一群体内不同父系的个体具有不同发育倾向， 有的发育为大的，有的发育为小的工蚁，并且这种发育趋向在激素介导 的环境作用的情况下是可塑的。工蚁是杂交的产物，因此在红色收割蚁 中",caste基因位点工蚁是杂合的，而蚁王则是纯合的，而且根据Myrt3基 因的基因型可以推测个体的品级。
制作及讲演 ——马
鹏
主要内容
蚂蚁简介
蚂蚁性别及品级划分
蚂蚁品级分化研究
相关影视作品展
蚂蚁简介
• • • • • • • • • 中文名称： 蚂蚁 别称： 蚁、玄驹、昆蜉 界： 动物界 门： 节肢动物门 纲： 昆虫纲 目： 膜翅目 亚目： 细腰亚目 科： 胡蜂总科、蚁科 蚂蚁是一种有社会性的生活习性的昆虫， 蚂蚁的触角明显的膝状弯曲，腹部有一、 二节呈结节状，一般都没有翅膀，只有 雄蚁和没有生育的蚁后在交配时有翅膀， 蚁后交配后翅膀即脱落。蚂蚁是完全变 态型的昆虫，要经过卵、幼虫、蛹阶段 才发展成成虫。