科技日报记者 张梦然
蚂蚁社会井然有序：工蚁搬运食物，兵蚁守卫巢穴，蚁后专注产卵——但这一切的基石，其实是一种极其精密的“嗅觉秩序”。它们用气味交流、识别身份、判断敌友，甚至决定自己该做什么工作。一旦闻不到，整个蚁群就会陷入混乱，上演一场嗅觉失联引发的内战。
现在，美国纽约大学科学家在《自然》杂志上发表的一项研究，揭示了小小蚂蚁“闻得清楚、各司其职”的根本原因：蚂蚁大脑里的嗅觉神经元，用一种像“生物推土机”一样的奇特机制，确保每个神经元只打开一个气味受体基因，不多也不少。
这可不是小工程。因为蚂蚁进化出了多达500个嗅觉受体基因。这些嗅觉基因不是零散分布，而是紧密排列成一个个长长的基因簇——最长的竟包含59个基因。如果所有基因同时开工，神经元会信息过载，根本分不清哪种气味来自敌人、哪种来自同伴。所以大自然必须制定一条铁律：每个神经元，只能激活一个嗅觉基因。
科学家为每个神经元绘制了基因活动图，进而看到一幅奇特的景象：有的细胞只激活基因簇的最后一个基因，有的激活最后两个，还有的激活最后三个……像一排台阶，从末端逐级上升。这不像随机选择，倒像某种连锁反应在起作用。
原来，在蚂蚁的细胞里，有一台永不停歇的“推土机”——它一旦启动，就不会在每个基因的末端停下，而是一路碾过所有下游基因，把它们全部“压”进沉默状态。也就是说，只要某个基因被偶然选中开始表达，这台“推土机”就会从它开始，一路向前“铲平”所有后面的基因，让它们无法被激活。
但这还没完。被选中的那个基因还会“反向开工”，制造一段反向RNA，像一辆倒着开的“推土机”，把上游的所有基因也统统封印。这样一来，整个基因簇中，就只剩下它自己能“发声”。
这听起来不怎么经济。但大自然不在乎效率，它只在乎结果——只要管用，就能留下来。
令人惊叹的是，这种“推土机”机制竟然在人类身上也有影子。譬如我们大脑中负责神经连接的原钙粘蛋白基因，同样遵循“每个神经元只表达一个基因”的规则，而且也用反义RNA来抑制“邻居”。
蚂蚁和人类的演化分道扬镳已超过5亿年，却在面对类似问题时，不约而同地发明了相似的解决方案——这正是趋同进化的奇妙之处。
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