通往群聚的多条道路：不同的分子机制驱动了蝗虫的反复演化

蝗虫群聚是自然界中最壮观的反复出现的涌现性多型现象之一，长期以来一直被认为依赖于保守的“群聚基因”或共享的基因组特征。通过采用模型类群方法，对六个在可塑性程度和集体行为方面存在差异的物种进行比较，我们表明，群聚型蝗虫的进化并非由共享的基因组特征或一组普适性的群聚基因所驱动。相反，我们发现，这一现象是通过灵活的调控架构演化而来的，其中行为可塑性的程度与密度响应性基因表达的总体规模直接相关。尽管不同蝗虫物种为实现同一种候群综合征而招募的基因集合在很大程度上彼此不重叠，但这些分化的分子机制在更高层级的生物学功能上趋于一致。因此，多条分子通路都能够实现蝗虫群聚，这挑战了关于从独居状态向集体状态转变所需遗传前提的既有观念。此外，我们还确立了，像蝗虫群聚这样一种复杂的综合征，是通过模块化调控系统产生的，而这种系统能够在生命之树上被增强、改造或减弱。

蝗虫群集是自然界中最壮观的反复出现的涌现性多型现象之一。长期以来，人们一直怀疑其形成依赖于保守的“群集基因”或共享的基因组特征。通过采用模型类群方法，对六个在可塑性程度和集体行为方面存在差异的物种进行比较，我们表明，群集性蝗虫的演化并非由共享的基因组特征或一套普适的群集基因所驱动。相反，我们发现，这一现象是通过灵活的调控架构演化而来的，其中行为可塑性的程度与密度响应性基因表达的总体规模直接相关。尽管不同蝗虫物种为实现同一种候群综合征而调用的基因集合在很大程度上彼此不重叠，但这些分化的分子机制却汇聚于相似的更高层次生物学功能。因此，多条分子通路都能够实现蝗虫群集，这挑战了关于蝗虫从独居状态转变为集体状态所需遗传前提的既有观念。此外，我们还证实，像蝗虫群集这样一种复杂的综合征，是通过模块化调控系统产生的，而这种系统能够在生命之树上被放大、修饰或减弱。

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.08.19.745877v1?rss=1

🏷️ 蝗虫群聚 行为可塑性 比较转录组 调控架构 趋同进化