裸鼹鼠女王通过化学信号抑制竞争者的生育能力

# 裸鼹鼠女王用化学信号压制竞争对手的生育能力 来源：https://arstechnica.com/science/2026/07/naked-mole-rat-queens-keep-their-colonies-in-line-with-a-scent/ 裸鼹鼠女王产生的单一化学物质维持着社会秩序。 裸鼹鼠是一种奇特的生物。它们几乎一生都生活在地下，对某些疼痛基本不敏感，能在无氧环境中长时间存活，很少患癌症，寿命可超过30年，比体型相近的啮齿动物长几十年。它们还像蚂蚁、蜜蜂或白蚁一样具有真社会性——在一个可容纳上百只动物的群落中，只有一只雌性（即女王）负责繁殖。 我们此前并不知道裸鼹鼠女王究竟如何阻止其他雌性繁殖。长期以来，我们的主要假设是欺凌和暴力，但考虑到它们的王国是绵延长达三公里的广阔隧道网络，这种做法可能不太实际。不过现在，柏林马克斯·德尔布吕克分子医学中心 Lewin 实验室的一组科学家发现，这实际上只是复杂嗅觉信号程序的一部分。 ## 靠嗅觉运行 "很明显，鼹鼠的鼻子相当大，嗅觉也很灵敏，"马克斯·德尔布吕克分子医学中心的神经生物学家、该研究的资深作者 Gary Lewin 说。裸鼹鼠拥有大约1200个嗅觉受体基因，比小鼠（约1000个）多，更远超人类（只有几百个）。而且它们是盲的。"它们必须在没有视觉的情况下导航和移动，因此嗅觉是得到强化的能力之一，"Lewin 说。 为了弄清鼹鼠对嗅觉的依赖程度，研究团队收集了每只动物的气味谱。科学家将一根吸水性塑料管放在鼹鼠附近约半小时，收集其身体释放的挥发性分子。然后，他们用质谱仪分析这些气味，将气味成分分离成大约100种不同的化学化合物。 基于对数百只不同鼹鼠样本的分析，研究团队发现每个群落的成员都带有可辨识的化学特征。当来自不同群落的鼹鼠被放在一起时，它们会互相嗅闻约40秒，以判断对方是同伴还是陌生人。嗅到陌生人时，它们会发起攻击，常常是致命的。"裸鼹鼠在仇外心理方面很像人类，"Lewin 说。 于是，研究团队测试了剥夺鼹鼠嗅觉是否能消除这种仇外心理。结果确实如此。当科学家用化学物质暂时抑制鼹鼠的嗅觉感觉神经元时，对陌生人的攻击性消失了。"它们基本上相处融洽，没有打斗，"Lewin 说。 除了识别敌友的化学信号外，研究人员还在气味谱中发现了其他东西。有一种化合物，一种名为十四酸异丙酯的酯类，科学家在女王的样本中发现了它，而在其他样本中都没有。"繁殖期雌性拥有这种特定的分子，而非繁殖期动物则没有，"Lewin 说。 ## 皇家气味 科学家发现，繁殖期的女王会从生殖器分泌十四酸异丙酯，并在其地下王国中巡游时涂抹在隧道中。追踪女王在其繁殖周期中的化合物输出量发现，该物质的水平随生育能力起伏，在发情或怀孕时达到峰值。"这实际上是判断女王是否有繁殖能力的一个很好的标记，"Lewin 说。除此之外，它还有另一个有用的特性。 十四酸异丙酯虽然具有挥发性，但一旦沉积在表面就相当稳定。研究人员在涂抹后约24小时仍能在鼹鼠笼中检测到它。由于一个群落的洞穴系统可延伸至三公里，女王若想让所有下属都接触到她的气味，需要覆盖很大范围。"它会在空气中停留一段时间，这样她在地下群落中扩散气味的工作量就减少了，"Lewin 说。 不过，确定女王的气味分子是一回事，证明它的作用又是另一回事。 ## 底层与野心家 裸鼹鼠群落的组织层级与体型大小大致相关，从最底层的工鼠和觅食者，到士兵鼠，再到最高等级的动物以及被称为"帕夏"的繁殖雄鼠。科学家通过支配性测试对裸鼹鼠进行分级：当两只动物在隧道中相遇时，让步的那只就是等级较低的一方。当 Lewin 的团队测试鼹鼠对十四酸异丙酯的反应时，发现反应似乎取决于等级。 当将女王的气味分子放在 T 型迷宫的一侧时，较高等级的雌性（那些有朝一日有望成为女王的个体）会避开它。"我们有一个想法，虽然没有证实，但在正常环境下，高等动物会试图避开女王，因为女王可能会对它们表现出攻击性，"Lewin 说。 关于鼹鼠大脑对十四酸异丙酯反应的直接证据来自功能性超声成像，这是一种对麻醉动物进行无创血流追踪的技术。"如果你只是向动物的鼻子喷十四酸异丙酯，大部分嗅觉皮层都会被激活，"Lewin 说。研究团队将此解释为证明该化合物被记录为一种独特的信号，而不仅仅是背景气味。更重要的是，接触女王的气味会触发雌性体内的激素变化。 已知非繁殖期的雌性裸鼹鼠体内催乳素水平较高，这种激素也会在哺乳动物哺乳期间抑制生育能力。Lewin 的团队发现，当女王从群落中移除时，催乳素水平下降；而当重新引入十四酸异丙酯时，催乳素水平又会回升。而孕激素（一种与活跃繁殖相关的激素）则朝相反方向变化：在非繁殖期雌性中较低，女王离开后上升。"这些激素似乎直接受\[十四酸异丙酯\]这种分子的存在所控制，"Lewin 说。 然而，女王的气味谱中还包含许多其他气味。为了确定他们找对了分子，且其他气味不参与繁殖抑制，研究人员测试了当女王本人离开、但她的皇家分子仍然存在时会发生什么。结果发现，仅凭这种气味就能像真正的女王一样有效地控制受试对象。 ## 权力的游戏 研究团队首先从群落中取出一对交配的鼹鼠，让其远离任何女王。在这种条件下，鼹鼠通常会在四到五周内开始繁殖。然而，当团队每天向它们的笼子喷洒十四酸异丙酯时，这些动物没有繁殖——该化合物可靠地阻止了怀孕。在个体层面确认了避孕效果后，Lewin 的团队将这一实验扩展到了整个群落的规模。 从已建立的群落中移除女王通常会引发鼹鼠版的《权力的游戏》。最强壮的雌性会相互争斗，常常至死方休，直到唯一的胜者成为新女王。当研究人员移除女王并每天用十四酸异丙酯处理群落，持续三个月时，没有发生政变企图。"一切都很平静，"Lewin 说。"没有打斗，没有雌性成为繁殖女王。这种分子像超级避孕药一样，让所有雌性都处于性压抑状态。" 对 Lewin 来说，这些结果表明裸鼹鼠的生物学特性与昆虫的真社会性之间的联系比科学家预期的更为紧密。蜜蜂群落和其他真社会性昆虫的女王会用信息素阻止工蜂女儿发育卵巢。"这是一个相对简单的机制，解释了一个相对复杂的行为特征，"Lewin 说。 我们仍不确定的是，这种机制或其变体是否出现在哺乳动物进化树的其他地方。因为分泌十四酸异丙酯并非裸鼹鼠的专利。人类也会分泌。 "已在哺乳期人类母亲的乳房分泌物中检测到十四酸异丙酯，但尚不清楚其功能，"Lewin 说。"这种分子或类似分子可能会对裸鼹鼠以外的物种（甚至可能包括人类）的繁殖产生影响。我们目前还不清楚。" 《自然》，2026 年。DOI: 10.1038/s41586-026-10772-5 (https://doi.org/10.1038/s41586-026-10772-5) Jacek Krywko 的照片 (https://arstechnica.com/author/jacek_krywko/) Jacek Krywko 是一位自由科学和技术作家，报道领域包括太空探索、人工智能研究、计算机科学以及各类工程奇才。 18 条评论 (https://arstechnica.com/science/2026/07/naked-mole-rat-queens-keep-their-colonies-in-line-with-a-scent/#comments) 1. "最受欢迎"栏目中第一篇文章的列表图片：《复仇者联盟：毁灭之日》首部预告片终于来了 (https://arstechnica.com/culture/2026/07/the-first-trailer-for-avengers-doomsday-is-finally-here/)