對蜜蜂形態多樣性的最大規模分析為研究其複雜的社會行為提供新見解

據外媒報道,一項新研究對蜜蜂的結構和形態的多樣性進行了可能是最複雜、最詳細的觀察,為長期以來關於複雜的社會行為如何在蜜蜂進化樹的某些分支中產生的爭論提供了新的見解。

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該報告於5月26日發表在《昆蟲系統學與多樣性》上,它建立在對蜜蜂近300個形態特徵的分析上,這些特徵在眾多物種中如何變化,以及這些變化對蜜蜂物種間的進化關係有何啟示。這一結果提供了強有力的證據,表明複雜的社會行為在攜帶花粉的蜜蜂中只發展了一次,而不是在不同的進化分支中分別發展了兩次或更多–但研究人員表示,這一案例遠未結束。

Diego Sasso Porto博士十多年來一直在研究蜜蜂的結構和形態,或者說是形態學,他的最新努力涉足了關於蜜蜂進化的一個長期難題。有花粉筐的蜜蜂,包括蜜蜂、無刺蜂、熊蜂和蘭蜂。其中,蜜蜂和無刺蜂是唯一具有高度複雜的社會行為的群體,例如由蜂后、工蜂和無人機組成大型蜂群。熊蜂顯示出不太複雜的社會性,而蘭蜂大多是獨居的。

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長期以來,傳統的形態學分析表明,蜜蜂和無刺蜂的關係最為密切,複雜的社會行為在它們的共同祖先中發展起來,然後才是群體分化。然而,在20世紀90年代,分子遺傳分析的新興技術開始顯示,無刺蜂和熊蜂是關係更密切的 “姐妹 “群體,這將意味着蜜蜂和無刺蜂在它們的祖先路徑分化之後,各自獨立發展了它們的複雜社會行為。

從那時起,這些不同的證據線一直是動物分子和形態學數據集之間不一致的一個臭名昭著的案例。Porto現在是弗吉尼亞理工大學生物科學系的博士后研究員,他在巴西聖保羅大學的博士工作期間,在新研究的共同作者愛德華多-阿爾梅達博士的指導下,涉足了這場辯論。

“一些分子研究人員對形態學的主要批評,甚至來自形態學家本身,是我們沒有足夠的數據,”Porto說。“這項工作是一項巨大的努力,試圖為這群蜜蜂獲得最好的形態學數據集,我們嘗試了幾種分析,看看問題是出在形態學數據本身還是出在我們解釋形態學數據的方式上。”

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Porto評估了過去對蜜蜂的形態學研究,然後對53個物種的標本進行了新的分析,對每個標本進行解剖,在光學和掃描電子顯微鏡下對解剖結構進行成像,並最終對所有標本的289個不同性狀進行評分。這些特徵往往是微小的,甚至是微觀的細節等。

有了這些大量的形態學數據,Porto應用多種類型的計算機統計分析(或 “家族樹”)來評估可能的系統發育,以劃定蜜蜂物種之間的關係。結果有力地支持了以前的形態學發現,即蜜蜂(Apini族)和無刺蜂(Meliponini)的關係最為密切。“從我們的數據集中得到的證據,如果我們只是從明面上看,確實很有力。我們有很多性狀支持這一點,”Porto說。