研究真菌养殖蚂蚁与生活在其外骨骼上的细菌之间的共同进化程度

一项研究调查了生活在农耕蚂蚁体内和表面的有益细菌的进化。阿提内蚂蚁养殖真菌，这是自然界中研究最深入的互利共生关系之一。20 世纪 90 年代，这种互利共生关系的范围扩大到包括另一个伙伴：一种放线菌，即假诺卡氏菌，它生活在蚂蚁的角质层(坚硬的外骨骼)上，其培养物由表皮下腺体的分泌物提供营养。假诺卡氏菌已知能杀死真菌病原菌 Escovopsis，而 Escovopsis 可能会破坏蚂蚁的互利真菌。

Jacobus J. Boomsma 及其同事对巴拿马采集的 11 种蚂蚁中的 194 只进行了测序，以评估蚂蚁与其表皮居民之间的共同进化程度。这项研究发表在PNAS Nexus上。

11 种切叶蚁中有 3 种含有丰富的 Pseudonocardia，包括两种 Acromyrmex 切叶蚁。其他 5 种除了 Pseudonocardia 外还含有其他表皮放线菌，没有明确的系统发育模式。

作者用透射电子显微镜检查了蚂蚁的营养腺，发现不同物种的营养腺结构相似，这表明在真菌养殖起源后不久，蚂蚁只进化出了一次寄生表皮放线菌的结构和功能适应性。

然而，显然，这些腺体能够滋养除假诺卡氏菌以外的其他细菌菌株。通过比较蚂蚁及其表皮和肠道的系统发生，假诺卡氏菌表明，假诺卡氏菌最初是肠道共生菌，在蚂蚁进化后期(大约 2000 万年前)成为表皮共生菌，这与中美洲/北美洲新属的进化相吻合。

这组作者说，早先的矛盾的发现可以通过在测序过程中不分离肠道和角质层，以及因为蚂蚁在实验室环境中被放置较长时间时很容易获得非天然的放线菌来解释。

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