长期以来，社会性生物复杂精密的劳动力分配机制一直是自然界中最引人入胜的谜团之一。从蚂蚁井然有序的地下王国，到人类社会高效运转的庞大体系，个体行为的精准协调与分工合作，支撑着整个社群的繁荣。

近日，宾夕法尼亚大学整合知识大学教授雪莉·伯杰（Shelley Berger）及其团队的一项突破性研究，为我们揭开了这一谜团深处隐藏的分子奥秘。他们如同挥舞着“神经分子魔术棒”一般，成功地在切叶蚁这一高度社会化的物种中实现了行为的“重新编程”，颠覆了我们对遗传与环境如何塑造社会行为的传统认知。更令人惊讶的是，这项研究揭示，驱动蚂蚁社会分工的关键分子信号通路，竟与远隔数亿年进化历程的社会性哺乳动物——裸鼹鼠——惊人地相似，暗示了一种深植于动物王国的、保守的社会行为调控机制，其潜在的影响甚至可能触及人类社会行为的根源。

蚁群“变形记”：两种神经肽如何“指挥”行为转换

切叶蚁以其复杂的社会结构和明确的劳动力分工而闻名。体型庞大的“大工蚁”（Majors）如同蚁群的“守卫”，肩负着抵御外敌入侵的重任；体型稍小的“中工蚁”（Medias）则是辛勤的“收割者”，负责将树叶搬回巢穴；而体型最小的“小工蚁”（Minimas）则专注于照料幼虫和维护真菌花园，扮演着“保育员”的角色。长久以来，科学家们认为这种分工主要受到蚂蚁的体型和大小等形态特征的遗传预设。

然而，伯杰团队的实验却颠覆了这一传统观点。他们将目光聚焦于两种关键的神经肽分子：甲壳类心脏活性肽（CCAP）和神经肽A（NPA）。实验结果令人震撼：仅仅通过调控这两种神经肽在蚂蚁大脑中的水平，研究人员就如同拨动开关一般，实现了蚂蚁社会角色的戏剧性转变。

在中工蚁体内，CCAP水平较高，与树叶的收割行为密切相关。而当研究人员在其他亚种的蚂蚁体内提升CCAP水平时，也观察到了类似的叶片收割行为的增加。这表明，CCAP在驱动觅食行为中扮演着关键角色，且这种作用机制可能在不同蚂蚁亚种间是保守的。

与之形成鲜明对比的是，NPA在大工蚁体内含量丰富，似乎抑制着育幼行为，并与防御性巡逻有关。更有趣的是，当研究人员降低大工蚁体内的NPA水平时，这些原本尽忠职守的“士兵”竟然开始表现出照料幼虫的“护士”行为。这一发现有力地证明，简单的神经肽信号，就能够对高度固化的社会行为进行重塑。

研究人员利用3D打印的行为室，精确地监测和量化了蚂蚁在不同神经肽水平下的行为变化，通过视频分析技术，他们清晰地记录了蚂蚁如何与树叶、巢穴或真菌花园互动模式的转变。这些实验数据无可辩驳地证实，CCAP和NPA如同蚁群行为的“指挥官”，能够通过复杂的信号级联反应，在基因网络层面引发连锁效应，最终导致蚂蚁从一种专业化的任务转向另一种。

跨越物种的“社会蓝图”：蚂蚁与裸鼹鼠的惊人同源性

为了进一步探究这种行为调控机制的进化深度，伯杰团队将目光投向了社会性哺乳动物——裸鼹鼠。这种生活在地下的群居动物，同样展现出高度合作的育幼行为和明确的社会等级。

最初，将如此遥远的两个物种联系起来似乎有些牵强，但实验结果却再次带来了令人惊讶的发现。研究人员观察到，支配切叶蚁劳动分工的基因表达模式，竟然与裸鼹鼠中负责类似社会行为的基因表达模式存在显著的重叠。尽管裸鼹鼠没有与蚂蚁NPA完全对应的神经肽，但研究人员推测，由于某些更古老、更保守的受体的混杂性，蚂蚁的神经肽可能仍然能够激活裸鼹鼠大脑中类似的、进化上保守的信号通路。

“我们惊讶地发现，蚂蚁的护士和觅食者与裸鼹鼠哺乳动物之间的基因调控存在明显的相似之处——这是出乎意料的，”伯杰教授强调，“我们在蚂蚁身上的结果强化了单个神经肽如何显著改变行为，这可能适用于人类的社会行为——尽管人类当然要复杂得多。”这一跨越物种的分子机制的相似性，暗示着复杂社会行为的出现，可能遵循着一套古老且保守的进化蓝图。

胰岛素的新角色：连接社会行为与代谢的潜在桥梁

更令人兴奋的是，这项研究还揭示了胰岛素调节通路与社会行为之间一个此前未被重视的潜在联系。研究人员发现，一种胰岛素样肽（Ilp1）与NPA共同显著表达，这暗示着神经肽信号转导和胰岛素通路在行为调节中可能存在着复杂的相互作用。

“通过从本质上发现胰岛素与母体照顾行为之间存在这种联系，无论是裸鼹鼠还是切叶蚁，我们推测这可能会为研究胰岛素调节障碍如何影响这些行为打开大门，”该研究的第一作者Maxxum Fioriti表示。他甚至大胆推测，糖尿病等胰岛素抵抗疾病，可能通过影响相关的分子通路，对人类的母性心理健康和产后抑郁症产生影响。这一发现为我们理解代谢与社会行为之间的复杂关系，打开了全新的研究方向。

展望未来：行为可塑性与寿命调控的分子密码

展望未来，伯杰团队的研究兴趣并不仅限于揭示行为重塑的机制。他们还对行为可塑性的持久性，以及与行为相关的寿命调控机制充满了好奇。例如，在蚂蚁群体中，繁殖蚁后的寿命远长于不繁殖的工蚁，这其中是否存在着类似的分子调控机制？表观遗传学，即研究在不改变DNA序列的情况下调控基因表达的机制，被认为是理解行为和寿命可塑性的关键。

“我们真正感兴趣的是重新编程的行为能够持续多长时间，以及长寿蜂王的通路是什么，”伯杰教授说，“我认为这两种现象在哺乳动物和人类生物学中都引起了极大的兴趣——我们正在研究的行为和寿命的可塑性的长期影响。”未来的研究有望进一步揭示，这些在社群生物中发现的分子“魔术棒”，是否也以某种形式参与了人类社会行为的塑造，甚至影响着我们的健康和寿命。这项研究无疑为我们理解社会行为的生物学基础，打开了一扇充满无限可能性的窗户。

参考文献:

Berger, S., Glastad, K., Fioriti, M. 等 (2025). 通过脑神经肽对蚂蚁行为进行分子重编程。《细胞》杂志。