追踪通向超有机体状态的重大进化跃迁

内容形式：摘要译文

演化中的重大转变与原本自主的单位丧失独立繁殖能力有关。白蚁为研究这一过程提供了有力的系统，因为它们具有多种社会体系；随着群体层级有机体性的增强，工蚁的发育潜能和生殖潜能逐渐下降。然而，这些转变的演化序列及其发育遗传学基础仍未得到阐明。在此，我们对七种工蚁生殖潜能各异的白蚁进行了比较发育转录组分析，重建了白蚁社会体系的演化历史。我们发现，线性品级发育——即工蚁保留完整生殖潜能——代表白蚁的祖先状态。分叉式品级发育——即工蚁在发育早期部分丧失生殖潜能——曾多次独立演化，其中两次起源随后产生了由单能性、无生殖能力工蚁构成的超有机体。对祖先基因调控网络（GRN）的重建表明，线性品级发育的演化依赖于保留类幼体工蚁状态，并挪用了一个保守的发育GRN；该网络的特征是半变态昆虫若虫发育，其中幼年激素、蜕皮激素和TGF-β信号通路发挥核心作用。分叉式品级发育的趋同演化多次挪用了线性品级发育所依赖的GRN，并通过异时性变化将其活性转移至更早的发育阶段。最后，我们发现，白蚁超有机体的演化涉及工蚁品级的体细胞化，以及对一种用于终末分化的保守内分泌GRN的挪用。总之，这些发现揭示了通向降低的

通过挪用基因调控网络（GRN）激发工蚁的生殖潜能，并凸显社会性昆虫的超个体演化与后生动物的有机体演化之间惊人的相似性。

关键词：白蚁社会性 · 超有机体演化 · 重大进化跃迁 · 发育转录组 · 基因调控网络 · 品级发育

原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.08.23.746534v1?rss=1