在印度雨林的一个地下「城堡」中，一群印度跳蚁（Harpegnathos saltator）正在上演一场精彩的「权力的游戏」。
不知什么原因，本应存活5年左右的蚁后突然中途不幸死亡了。原本各司其职的工蚁似乎并没有显示多少悲伤，而是开始用触角相互「决斗」起来。这种战斗可能持续数月，直到一只或少数几只的工蚁最后胜出。获胜的工蚁随即会分泌一种信息素，向其他工蚁宣誓自己的胜利，而其他工蚁则又重新回到各自原先的岗位，打扫卫生、照顾蚁后或幼蚁、外出觅食……该干嘛就干嘛。
印度跳蚁的工蚁可逆转为蚁后，寿命也能延长5倍。（图片来源：Antiwiki）
获胜工蚁的命运则发生惊天逆转，从辛勤劳作的工蚁摇身一变成为新的「蚁后」，享受其他工蚁的精心照顾，原本不育的身体发生一些变化，开始与雄蚁交配，并不断产下自己的后代。
变身新的蚁后还有一个意想不到的好处，即有可能像蚁后一样长寿，寿命一下子延长5倍。不知道新的蚁后会不会有一种「向天再借500年」竟然得到许可的惊喜呢？反正科学家对此很好奇，这种命运逆转难道藏有什么长寿密码吗？
长寿的蚁后
科学家估计，全世界的蚂蚁大约有2万种，已在地球上存在约1亿年，算得上生命演化史上最成功的动物物种之一。香港大学和德国维尔茨堡大学的研究人员在【美国国家科学院学报】发表报告，经过他们的严谨估算，目前地球上的蚂蚁数量超过2亿亿只，它们的干碳总量与地球所有人类的相当。
一个典型的蚁群包括一个或几个蚁后以及大量工蚁组成。新的蚁群由上一个蚁群的处女蚁后建立，长有翅膀的处女蚁后从原来蚁群飞走，与同样长有翅膀的雄蚁在空中完成交配后，找到一个适宜场所筑巢，褪去翅膀，从此只干一件事——产卵。从第一批蚁卵孵化出来后，蚁群就有了源源不断的劳动大军——不育的雌性工蚁，它们负责外出觅食、照顾蚁后和新生幼蚁、打扫巢穴和抵抗外敌等等工作。当条件适宜的情况下，蚁后的后代也会出现一些处女蚁后和雄蚁，这样才能保证物种的延续。
科学家发现，首先雌蚁是由受精卵发育而来的，而雄蚁是由未受精卵发育而来的。蚁后和工蚁都是雌性，也就是它们都是由受精卵发育而来的。那么为什么有的受精卵能发育成蚁后，而有的卵却只能发育成工蚁呢？
这个问题则比较复杂，目前科学家还没有定论，一般认为既有先天的因素，也有后天的因素。从遗传分析，处女蚁后和同一个蚁群的工蚁属于同母异父的姐妹，它们在一些关键基因上往往存在一些差异。营养、温度等环境因素对蚁后的形成也非常关键，其中营养最为重要，只有当处女蚁后在幼虫阶段获得充足的营养供应，比工蚁幼虫吃的多得多，它们才可能发育成蚁后。
相对于工蚁，蚁后的寿命要长得多。一般工蚁的寿命不超过1年，而蚁后的寿命则是工蚁的5-30倍，有些种类蚂蚁的蚁后可以生存20-30年。
例如，在地球上广泛分布的一种名为黑花园的蚂蚁，也就是在房前屋后非常常见的普通黑蚂蚁，它们的蚁后保持着目前蚂蚁中最年长的纪录，竟然可达29年！这也是社会性昆虫中的最长寿纪录，而它们的工蚁寿命则往往只有几个月到几年。与蚁后交配的雄蚁则更惨，仅能存活几周，一般会在与蚁后跳完「婚飞」舞蹈后1-2天内死亡。
工蚁的逆袭
与其他长寿蚂蚁相比，印度跳蚁蚁后的寿命并不算太长，一般可存活5年左右，但是它们的工蚁平均寿命只有约7个月寿命。不过，它们有一些有意思的特性，使其受到生物学家甚至神经生物学家的关注，其中来自纽约大学医学院的神经生物学家丹尼·赖因伯格（Danny Reinberg）就将印度跳蚁作为一种模式生物，看看它们能否给人类医学带来些许启示。
印度跳蚁是一种在印度大陆发现的蚂蚁，有着长而尖的下颚，眼睛突出，视觉发达，蚁后和工蚁的体型差异不是很大，其最显著特征是在逃跑或捕食时能跳跃约2厘米高，约10厘米远，因此称为跳蚁。印度跳蚁还有一个引起科学家关注和研究的特性，即蚁群中的一些工蚁有时能「逆袭」，变成可繁育后代的「蚁后」，以确保蚁群在原有蚁后死亡后继续繁衍。
这一特性并非印度跳蚁独有，但在蚂蚁世界里非常少见。在已知所有种类的蚂蚁中，大约只有1%的蚂蚁的工蚁能发生命运的「逆袭」。绝大多数蚂蚁的蚁群存续时间等同于蚁后的寿命，一旦蚁后死亡，蚁群也将分崩离析。印度跳蚁则会在原有蚁后死亡后决出新的「蚁后」，蚁群得以延续。
有蚁后的情况下，工蚁受蚁后信息素的控制不敢造次，各司其职，辛勤工作。一旦蚁后宝座出现空缺，工蚁们开始骚动起来，纷纷参与到争夺后冠的触角决斗中。大多数工蚁很快败下阵来，只有少数工蚁需要持续决斗几个月。最后获胜的工蚁将完成逆袭，不仅脱下工装带上皇冠，而且预期寿命也从原来的几个月延长至4年左右，仿佛一夜之间吃了什么长生不老药一般，几乎与正常蚁后的寿命相近了。
不过，科学家一般将这种新晋的蚁后称为「假蚁后」，或冠以更加特别的名称「玩家门」（Gamergate）。Gamergate源自希腊语，意为已婚工人，后来被昆虫学家指代为可交配和产卵的工蚁。假蚁后的地位并不稳固，一旦繁殖能力下降，它们就有可能被蚁群中的其他工蚁所取代。
更有意思的是，如果将假蚁后放到一个有原生蚁后的蚁群中，这些假蚁后很快会原形毕露，重新变回勤劳的工蚁，寿命也随之缩短，甚至比正常的工蚁还要短。
为了弄明白假蚁后是如何形成的，赖因伯格教授等人竟然对小小的蚂蚁进行了一番解剖，看看假蚁后的卵巢、大脑等器官发生了什么变化？What？蚂蚁脑袋这么小，竟然有大脑。是的！蚂蚁不仅有大脑，而且它们的脑容量还会发生可逆的变化呢。
研究人员发现，工蚁变成假蚁后之后，它们的卵巢中卵母细胞增加，毒囊中的毒液减少，脑容量也减少了20%左右。这些特征的变化都是与蚁后身份相适应的，假蚁后只需要多产卵，不再需要外出狩猎防御用的毒液，也似乎不需太多脑细胞来处理复杂情况了。
不过，当假蚁后恢复原有工蚁身份后，这些特性也随之恢复，这说明印度跳蚁的脑容量等性状变化是完全可逆的。这点非常特别，因为科学家之前发现其他昆虫与身份变化有关的性状变化一般是不可逆的。
长寿的开关
现在我们知道，在印度跳蚁群体中，一旦工蚁逆袭成为假蚁后，身体内外部都会发生一系列可逆的变化，包括它们寿命的可逆变化。假蚁后的预期寿命既能延长到接近于真蚁后的水平，又能在身份恢复后缩短到工蚁寿命的平均水平。这种动物界非常罕见的寿命可逆变化，正好为科学家提供了绝佳工具，以揭开蚁后寿命远长于工蚁的秘密，这也正是赖因伯格等科学家研究印度跳蚁的重要原因之一。
据赖因伯格等人发表在国际著名学术杂志【科学】上的研究论文显示，研究人员从分子和细胞水平，比较了蚁后、假蚁后、工蚁和由假蚁后变回的工蚁身体的不同变化，发现它们体内存在一种类胰岛素的蛋白质，在假蚁后形成和恢复前后发生了显著变化，特别是工蚁变成假蚁后，它们的大脑中类胰岛素含量显著增加，促进了假蚁后脂肪和卵黄蛋白合成，这些都是假蚁后开始产卵所必备的。
人体中的胰岛素为人所熟知的功能是降低血糖。胰岛素负责将血液中的葡萄糖转化为糖原，一旦机体胰岛细胞受损，无法产生足够的胰岛素，人类就可能罹患糖尿病。与此同时，胰岛素还能促进脂肪和蛋白质合成。
科学家发现，在大多数蚂蚁及其近亲昆虫中，都存在与人体胰岛素功能类似的类胰岛素。这些类胰岛素掌管着两个主要的信号调控通路，这些通路如同计算机的集成电路一样非常复杂，很多蛋白质参与其中。一个信号调控通路与繁殖相关，另一个信号调控通路则与寿命相关。
先前的研究结果表明，在大多数动物中，生育后代过多往往会导致雌性动物的寿命缩短，因为这些雌性动物会以牺牲自己的寿命为代价，将更多营养和代谢资源分配到繁殖活动中。如果胰岛素的两个信号调控通路都被激活，则会导致繁殖能力提升的同时寿命缩短。
不过，这一规律并不适用于蚂蚁等社会性昆虫，正如我们所了解的，蚁后既能大量繁殖后代，寿命又比干体力活的工蚁长得多。那么，蚁后是如何巧妙避开繁殖与寿命之间的矛盾陷阱的呢？
研究人员发现，假蚁后大脑中类胰岛素增加，会通过与繁殖相关的信号调控通路让假蚁后胃口大开，摄入更多食物，同时还将激活它们的卵巢，并让产卵所必需的营养成分向卵巢周边聚集，以便为它们持续产卵提供足够的营养支持。
有意思的是，研究人员发现印度跳蚁与寿命相关的胰岛素信号调控通路并没有被激活，随即他们又在假蚁后的卵巢中发现了一种蛋白质，在工蚁卵巢中含量很低，但是假蚁后形成过程中大量出现，而且这种蛋白质能抑制类胰岛素受体的激活，从而进一步抑制与寿命相关的信号调控通路。因此，研究人员推测这种蛋白质可能是蚁后长寿的关键因素之一，同时也是假蚁后寿命得以延长的重要原因之一。
研究人员计划进一步研究证实这种蛋白质是否能在果蝇、小鼠甚至是人类中发挥延寿作用。如果确定有效，将有望为人类开发出新的抗衰老药物。
南方周末特约撰稿 汤波
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