研究称群体内部化学变化或与日本地下白蚁社会崩溃相关

多种社会性昆虫——包括蚂蚁、蜜蜂和白蚁——以高度组织化的群体形式生活,群体成员分工承担繁殖、巢穴维护、觅食和照料等不同角色。尽管这类群体结构严密,既往研究也记录到其在某些情况下会快速衰退甚至崩溃,但相关过程长期缺乏清晰解释。

京都大学研究人员近日在《英国皇家学会B辑:生物科学学报》发表论文,基于对日本地下白蚁(学名 Reticulitermes speratus)群体的观察与实验,提出群体崩溃可能与一种含氮代谢废物——尿酸——在工蚁体内的变化有关。

论文第一作者高桥康志(Takao Konishi)在接受Phys.org采访时表示,研究关注的核心问题是“是什么终结了一个社会性昆虫群体”,并试图从分子与生理层面寻找导致群体崩溃的因素。

关注繁殖结构变化后的群体反应

研究团队对日本地下白蚁群体进行实地观察,重点跟踪群体等级结构的变化及其对成员生理状态的影响。在该物种群体中,繁殖通常由女王与雄蚁承担,群体内绝大多数个体由二者产生。

研究指出,当女王或雄蚁严重受伤、失去繁殖能力或死亡时,群体会出现替代繁殖个体。研究人员据此观察了繁殖个体被替换后群体内部的变化。

高桥康志表示,团队在实地研究中发现,作为氮代谢主要产物之一的尿酸,会在群体崩溃前于工蚁体内出现积累。这一现象促使研究人员进一步评估尿酸积累可能带来的影响。

实验显示尿酸升高与免疫反应减弱相关

为验证相关性,研究团队在实验系统中人为提高工蚁体内尿酸水平,并开展一系列测试。结果显示,尿酸积累的工蚁在感染包括机会性细菌在内的病原体后更容易死亡。

研究人员进一步发现,提高尿酸水平会通过其抗氧化活性降低工蚁体内活性氧(ROS)水平,从而削弱免疫反应。论文指出,适当水平的活性氧已被认为有助于动植物免疫防御;当活性氧水平较低时,工蚁更易患病并死亡,群体随之逐步衰退。

高桥康志称,研究结果表明工蚁体内尿酸积累会增加白蚁感染疾病的风险,并为理解昆虫社会崩溃提供了新的线索。他同时提到,该发现或对应用昆虫学具有潜在意义,因为白蚁是全球重要的经济害虫之一。

研究团队呼吁检验普遍性与机制细节

研究人员认为,白蚁群体的稳定与存活可能依赖于“微妙的内部化学环境”。在某些情况下,群体繁殖结构的变化可能促使尿酸积累,进而削弱大量工蚁的免疫反应,最终推动群体走向衰退。

高桥康志表示,后续研究需要进一步揭示尿酸积累如何提高感染风险的具体机制,并调查这一现象在白蚁及其他社会性昆虫(包括蚂蚁和蜜蜂)中的普遍性。研究团队也计划将类似研究扩展至蚂蚁和蜜蜂,以评估相关过程或相近机制对其他物种群体稳定性的影响。

(来源:Science X Network,2026年)


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