图 木食性蟑螂双亲抚育与白蚁同胞利他行为的演化
在国家自然科学基金项目（批准号：32220103003、32530014、31930014等）等资助下，华南师范大学李胜教授团队联合中国科学院分子植物科学卓越创新中心詹帅研究员、哥本哈根大学Jacobus J. Boomsma教授以及悉尼大学Nathan Lo教授等国内外研究团队，聚焦蜚蠊目中具有双亲抚育的木食性蟑螂和具有同胞利他行为的白蚁，发现营养特化驱动了不同社会性行为策略的产生，并阐明了白蚁品级分化的遗传机制。研究成果以“木食性蟑螂和白蚁的营养特化和社会性演化（Nutritional specialization and social evolution in woodroaches and termites）”为题，于2026年1月29日在线发表于《科学》（Science）杂志。论文链接：https://doi.org/10.1126/science.adt2178。
昆虫社会性表现为亲代抚育和品级分化，即通过同胞间的利他行为延伸为生殖分工。这种社会分工的创新使完全变态类群—膜翅目昆虫（蚂蚁、蜜蜂和寄生蜂等）的适应性机制得到了大量的学术关注。然而，社会性行为虽然也在半变态昆虫蜚蠊目中独立起源（白蚁等），且起源更早，但相关研究却被长期忽视。更为重要的是，社会性起源在蜚蠊目中与杂食性到木食性的转变同时发生，为研究社会性起源提供了独特的模型。
为探究白蚁社会性行为演化的奥秘，李胜研究团队选取蟑螂-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以及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，通过组学比较分析及后续的功能验证发现：木食性与社会性演化伴随大量基因丢失，表明白蚁的社会性创新源于既有基因表达重组而非新基因获得；白蚁精子运动相关基因丢失，为一夫一妻制作为利他主义演化前提提供依据；能量代谢与激素网络的调控差异决定了品级分化的方向。基于以上发现，研究团队进一步提出了社会性在蜚蠊目中的演化模型，木蟑螂虽群居却因滥交未能发展出同胞供养和抚育行为；单片巢型白蚁仅在建巢初期亲缘关系高，演化出有条件利他行为（假工蚁）；而离巢觅食型白蚁始终维持高亲缘关系与严格一夫一妻制，从而演化出无条件利他行为，即表现为真工蚁为照顾同胞而保持不育状态。
该研究通过木蟑螂与白蚁的比较分析，揭示了社会性演化的驱动因素，绘制了从杂食性独居蟑螂到具有不同社会分工白蚁的基因演化图谱，为深入理解昆虫适应性性状的创新提供了重要见解。