新年第一个月,中大发《Cell》,华师发《Science》

广东教育头条
+订阅

2026年开年,广东多所高校科研战线接连传来喜讯。

近日,华南师范大学生命科学学院昆虫科学与技术研究所教授李胜带领团队,联合中国科学院分子植物科学卓越创新中心詹帅团队等,在国际顶级学术期刊《科学》(Science)发表最新研究成果,揭示了白蚁社会性行为演化的奥秘。

同一时期,中山大学公共卫生学院(深圳)教授钱军团队则在《细胞》(Cell)上联合发表论文,破解了埃博拉病毒变得更加“狡猾”的突变密码。

   南方+ 李细华 拍摄

白蚁喂养量决定后代的社会角色

白蚁,这个一到雨季便频繁出没的“不速之客”,南方人再熟悉不过了。但很多人不知道的是,白蚁属于蜚蠊目,是蟑螂的表亲。

多年来,李胜团队深耕蜚蠊目昆虫的研究,曾系统揭示性别和年龄特异的性吸引力产生的分子机制,揭示蟑螂求偶交配的“恋爱奥秘”,有助于对其进行科学有效地防治。“我们掌握了蜚蠊目昆虫的基因特征和研究方法,而白蚁作为蟑螂的近缘类群,研究起来顺理成章。”李胜说。

论文截图

论文截图

此次李胜团队的最新研究,主要聚焦白蚁,为昆虫社会性行为的形成机制提供新框架。

什么是昆虫社会性行为?简单理解,就是同一种昆虫之间的相互协作,比如求偶、交配、占领领地、分等级等,每个成员之间有明确的分工。

李胜解释,昆虫主要通过同胞间的利他行为,延伸为严密的社会分工——有的专职生育,有的终身劳动。

在本次研究中,李胜团队选取了蟑螂-白蚁演化中关键节点的代表性物种,获得了三种蟑螂、一种半社会性木蟑螂、四种社会性白蚁的高质量基因组,并结合关键物种不同发育时期的转录组数据,通过组学比较分析、功能验证等开展研究,揭秘白蚁社会形成的“密码”。

木食性蟑螂与白蚁以不同方式克服取食枯木所致的营养缺陷限制

木食性蟑螂与白蚁以不同方式克服取食枯木所致的营养缺陷限制

木蟑螂、白蚁均为木食性蜚蠊目昆虫,食物主要来源于木材的纤维素。实验显示,木蟑螂采取“守财奴”式的能量节省模式,将获取的每一分能量都用于维持自身缓慢的生命活动,群体生长速度极慢;而白蚁则采用“能量分配”的模式,由工蚁进行集体分配。

通过研究验证发现,工蚁对幼蚁的喂养量,直接决定了后代的“社会角色”。

“幼蚁被工蚁抚育的多寡,直接决定幼蚁的发育命运。”李胜介绍,当幼蚁被工蚁抚育太多时,会产生大量的保幼激素,进而抑制卵巢和翅芽的生长,最终发育为“终身劳动”的工蚁;如果抚育适当,则产生适量的保幼激素,从而使幼蚁有机会发育为“专职生育”的生殖若蚁。

木食性蟑螂双亲抚育与白蚁同胞利他行为的演化

木食性蟑螂双亲抚育与白蚁同胞利他行为的演化

分工之外,白蚁社会还普遍实行稳定的“一夫一妻制”,这又是为何?

李胜团队研究发现,白蚁体内的精子运动相关基因已丢失,这意味着,与交配对象不固定的蟑螂不同,雌蚁的生殖系统内不存在精子竞争,蚁群内通常保持一王一后。

不过,这种高度稳定的“婚配制度”,在白蚁不同的演化阶段呈现出精妙的差异。

李胜表示,对于单片巢型——将树木作为居所也作为食物的木栖白蚁而言,严格的“一夫一妻制”只存在于建巢初期,彼时的同胞亲缘关系最紧密。

然而,由于巢穴本身资源有限,后代在发育后期会优先离巢觅食、寻求独立繁殖的机会,导致巢群内的亲缘关系随规模扩大而逐渐稀释。因此,这类白蚁仅演化出有条件的利他行为,即表现为“假工蚁”,它们仍保留发育为繁殖蚁的潜能。

与之形成鲜明对比的是离巢觅食性白蚁,也是我们日常生活中更常见的白蚁。

它们的社会同样具有“一夫一妻制”,其同胞亲缘关系在整个蚁群生命周期中始终维持高位,演化出无条件的利他行为,即表现为真工蚁,保持不育状态,仅负责付出劳动,从外界搬运食物回来喂养同胞,将自身完全奉献给集体的生存与繁衍。

   南方+ 李细华 拍摄

埃博拉病毒更“狡猾”了?

同一时期,中山大学教授钱军团队联合广州医科大学附属市八医院教授刘林娜团队、吉林大学第一医院教授刘全团队以及中山大学教授杨建荣团队,在《细胞》(Cell)杂志发表论文,首次系统揭示了埃博拉病毒在2018-2020年大规模流行期间的一个关键“优势”突变,为理解病毒变异和开发新型广谱抗病毒策略提供了重要的科学线索。

论文截图

论文截图

埃博拉病毒病是由埃博拉病毒感染引起的一种致死率极高的传染病,目前尚缺乏特效药物,对全球公共卫生构成严重威胁。2018至2020年,刚果民主共和国暴发了史上第二大埃博拉疫情,造成了约3400人感染、2200人死亡。

此次疫情持续如此之久,除了当地受限的医疗条件外,埃博拉病毒本身是否变异得更“狡猾”了?

钱军表示,在重大疫情中,病毒的关键变异往往是加速传播的隐形推手。“我已经和埃博拉打了十几年交道,我们必须回答,埃博拉病毒是否也存在类似的变异模式。”他说。

研究团队首先对480条EBOV全基因组进行分析,发现携带糖蛋白GP-V75A突变的毒株在疫情早期出现,之后迅速取代原始毒株,其流行趋势与病例激增高度重合,提示该突变可能提高了病毒的传播优势。

为验证其生物学效应,团队利用多种实验模型开展研究,结果表明该突变能显著增强EBOV对多种宿主细胞及小鼠的感染能力。机制研究发现,该突变通过稳定蛋白构象增强GP与病毒受体NPC1的结合,能同时降低病毒进入细胞时对宿主组织蛋白酶的依赖。

此外,本次研究还发现,该突变能够削弱部分现有治疗性抗体及小分子进入抑制剂的抗病毒效果,提示GP-V75A突变可能带来耐药风险。

GP-V75A突变增强病毒感染性的模式图

GP-V75A突变增强病毒感染性的模式图

“这项研究不仅是一个科学发现,更告诉我们,在重大新发传染病疫情中,对病原体进行实时的基因组监测与进化分析是多么重要。”钱军说,这不仅能预警病毒传播风险的变化,更能前瞻性地评估现有药物和疫苗的有效性,为提前布局防控策略提供指导。

南方+记者 姚昱旸

通讯员 沈蔚瑜 范林进

编辑 钟烜新 李卓
校对 曾慧雯
+1
您已点过

订阅后可查看全文(剩余80%)

更多精彩内容请进入频道查看

还没看够?打开南方+看看吧
立即打开