常见化妆品成分让裸鼹鼠女王统治整个群落

裸鼹鼠是地球上最奇特的哺乳动物之一:它们生活在地下的大型群落中,表现出温度依赖性性别决定,而且,,对于哺乳动物而言最为不寻常,,以类似蚂蚁或蜜蜂的真社会性结构运作。一只女王独占繁殖权,而所有其他雌性保持不孕,这一系统自首次被描述以来一直困扰着生物学家。

Khallaf及其同事在《自然》杂志上发表的一项研究现已确定了这一等级制度核心的化学信号。答案出乎意料地平凡:肉豆蔻酸异丙酯,一种广泛用于化妆品和塑料制造的低挥发性酯类。

发现女王信号

研究团队利用来自多个群落的351只动物共771份样本,比较了女王和非繁殖雌性的化学特征。肉豆蔻酸异丙酯(IPM)脱颖而出:它在女王体内高度富集,而在从属个体中几乎不存在。

该化合物在阴道、肛门和口腔分泌物中含量最高,其浓度在排卵期达到峰值,随后在妊娠期和哺乳期下降。在其他四种Fukomys属鼹鼠的繁殖雌性中也检测到了IPM,其中裸鼹鼠的水平最高,,与该物种中观察到的极端生殖偏斜现象相平行。

作用机制

研究团队证明IPM是通过嗅觉系统检测到的。电嗅觉图记录显示IPM在嗅觉上皮中引发短潜伏期场电位,全脑FOS成像证实了嗅球的激活。功能性超声成像显示,在包括梨状皮质和杏仁核在内的嗅觉相关脑区中,脑血容量出现强劲且具有空间结构性的增加。

行为效应取决于等级地位。在二选一实验中,高等级动物主动避开IPM,而低等级动物没有表现出偏好。这种回避需要功能正常的嗅觉系统;化学消融嗅觉感觉神经元后,该行为完全消失。

生理效应

IPM暴露会改变非繁殖雌性的激素水平。血浆催乳素在女王排卵期(IPM最高时)升高,在IPM不存在时下降。在隔离的异性配对中,每天在 bedding 上施用IPM完全阻止了妊娠:IPM组7只雌性中0只怀孕,而对照组6只中有5只怀孕。孕酮保持在低水平,未观察到交配行为。

作者提出,该机制劫持了一条古老的通路:IPM触发嗅觉检测,进而增加催乳素,催乳素进而抑制GnRH释放,,这与哺乳动物中调节哺乳期不孕的途径相同。

女王移除实验

最引人注目的实验来自一个移除了女王的群落。研究团队每天向群落的 bedding 施用IPM,持续12周。在此期间,雌性之间未观察到攻击行为,催乳素保持高水平,孕酮保持低水平,所有雌性的体重保持稳定。

当第12周停止施用IPM后,群落迅速发生变化。催乳素急剧下降,孕酮上升,性行为出现。一周之内,爆发了致命性攻击。到第19周,一只优势雌性怀孕并产仔,,新的女王已经确立。

哺乳动物的女王信息素

IPM是在真社会性哺乳动物中第一个被化学鉴定的女王信号,作为昆虫女王信息素的功能类似物。该化合物的低挥发性意味着它蒸发缓慢,使其成为一种持久的环境信号,无需女王不断重新施用即可维持整个群落的生殖抑制。

这一发现对理解社会进化也有启示。裸鼹鼠代表了哺乳动物社会组织的极端形式,而发现单一简单化学物质即可维持这一等级制度表明,生殖抑制机制可能比之前假设的更易于研究,,也更加古老。

婷 翻译


来源:

1. Khallaf, M.A. 等. “A queen odor mediates reproductive suppression in a eusocial mammal.” Nature (2026). DOI:10.1038/s41586-026-10772-5

2. Bundell, S. “The simple chemical that lets queen naked mole-rats ‘rule’.” Nature News (2026年7月15日). DOI:10.1038/d41586-026-02186-0

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