基因组改造使得白蚁食谱多样化成为可能。

研究表明，进化分化发生在生态分化之前，这使得这些昆虫能够同时以木材和土壤为食。未来的发现或可应用于生物燃料的生产。

　　

决定基因的并非总是生态条件，而是那些使同一类动物能够占据不同生态位（例如树干和底土）的基因。迄今为止规模最大的白蚁基因组测序项目分析了47种昆虫，初步结果发表 在《自然通讯》 杂志上 。

分析表明，在白蚁分化为以木材为食和以土壤为食的种类之前，其基因组就已经发生了扩张。后来，新基因和转座元件（一种可以在基因组中改变位置并执行不同功能的DNA序列）的加入，使得白蚁能够发展出不同的取食习性。

“进化上的分化发生在生态分化之前。当白蚁开始探索环境时，它们拥有非常广泛的基因框架，其中包含许多负责消化纤维素和半纤维素等复杂碳水化合物的基因，” 巴西圣保罗州圣安德烈市ABC联邦大学自然与人文科学中心（CCNH-UFABC）的教授伊夫斯·海菲格（Ives Haifig ）说道。海菲格是这项研究中唯一的巴西籍合著者。

Haifig 负责协调“白蚁（等翅目：白蚁科）兵蚁损失对社会免疫的影响”项目 ，该项目由 FAPESP 资助。

白蚁能够消化纤维素、半纤维素和木质素，这使得它们在生物技术领域具有很高的研究价值。未来的研究成果或许可以应用于生物燃料的生产等领域。

海菲格解释说，这项研究是白蚁基因组系列研究中的第一项，其主要目的是为更深入的分析提供必要的工具。未来的研究将分析基因组与社会行为和免疫力等方面的关系。

“此前，我们只有来自九种白蚁的短序列基因组。在这项研究中，我们对45种白蚁的长片段基因组进行了测序，这些物种约占目前已描述白蚁科物种多样性的80%（目前已描述白蚁科物种约有3000种），此外还包括两种蟑螂，它们是白蚁的近亲，”海菲格报告说。

工具箱

研究人员指出，基因组本身并不能揭示基因的具体功能，只能揭示其遗传潜能。要了解这些基因如何运作，需要进行转录组学研究，以确定基因正在转录哪些内容，并开展功能实验。“这就像我们现在拥有了一整套工具，而以前我们只有一两样工具，”研究人员说道。

近年来，他的团队开展了此类研究，以了解白蚁的社会免疫机制。社会免疫是指社会性昆虫保护其群体免受病原体侵害的能力。蚂蚁也具有这种特性（更多信息请访问 agencia.fapesp.br/54199）。

海菲格实验室研究的物种之一是 太平洋无刺白蚁（Anoplotermes pacificus），该物种的基因组序列已用于最近发表的研究。“这是一个特别有趣的物种，因为它没有兵蚁阶层，而兵蚁阶层通常负责保卫蚁群。这项研究的基因组数据告诉我们哪些是可能的，而实验则告诉我们实际发生了什么，”他解释道。

白蚁最早出现在化石记录中是在早白垩世，距今约1.3亿年前。白蚁科（Termitidae）的物种多样性最高，该科起源于始新世，距今约5000万年前，并在大约3000万年前开始多样化。白蚁科约占现存白蚁物种的80%，因此也是大多数研究的重点。

虽然其他12个科主要依靠生活在其消化系统中的原生动物以木材为食，但白蚁科已经失去了鞭毛虫共生体，转而以分解梯度中的各种有机物为食。这些有机物包括木材、生活在木材中的微型附生生物、腐烂的木材、腐殖质、土壤和真菌。

“这项研究证明基因组扩张发生在摄食习性多样化之前，从而改变了我们对白蚁进化的理解。这项研究不仅回答了一个具体问题，更开启了白蚁研究的新阶段，它提供了高质量的基因组，这些基因组将为未来研究白蚁的社会行为、免疫力以及促成其进化成功的生态适应性奠定基础。”研究人员总结道。

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