2024年7月8日，Ehab Abouheif教授受邀到昆明动物所进行了“Ants, eco-evo-devo, and environmental stress“为题的学术汇报。Ehab Abouheif是加拿大麦吉尔大学杰出教授（James McGil Professor）、讲座学者、美国亚利桑那州立大学客座教授，加拿大皇家科学院院士、美国科学促进会（AAAS）会士。他是国际知名的演化发育生物学家，带头建立了泛美演化发育生物学会，是创建于1905年演化发育生物学领域的经典期刊《Journal of Experimental Zoology Part B》的主编。他的研究主要集中在社会性昆虫的生态演化发育（eco-evo-devo）方面，在理解生物多样性和复杂生物系统的演化机制上取得了重要突破，不仅揭示了昆虫社会行为的遗传和发育基础，还对更广泛的生物演化理论提出了新的见解。曾获古根海姆奖、斯隆研究奖、E.W.R.Steacie纪念奖。

Abouheif教授在本次报告中介绍了工蚁不同年龄的行为变化，用有机体细胞类型和个体大小类比了工蚁单态型、多态型物种和群落大小。引入蚂蚁等超个体组织复杂性的测量基准，并从蚁后多态型和工蚁多态型展开报告。以蚂蚁翅膀作为模型解释基因网络在个体之间异速表达，进而介导相关器官的发育轨迹，出现工蚁多态表型，这可能是演化过程中调控发育的保守通路进行了修改和开发。进一步探究翅原基发育与工蚁多态表型相关性后，提出通过JNK和细胞凋亡信号通路诱导翅原基上产生信号X，调控工蚁多态型中头部和身体的异速生长。并用现有结果阐述了个体发育系统可能通过增强表型创新性和复杂性用于面对环境压力的假说。

在美国亚利桑那州天空岛Monomorium emersoni拥有两种翅型的蚁后，相较于有翅蚁后，无翅蚁后的翅原基在幼虫期就已经非常狭小，但两者的体型没有明显差异。整合栖息地的气候信息后，推测蚁后二型性受到了不同生境的压力性选择，提出“物种如果能适应贫瘠的环境压力，那发育系统也可能在表型创新性和复杂性上有所提高”的猜想。之后利用蚂蚁的原始器官---翅，给大家讲述了环境压力、发育系统和表型创新性、复杂性的关联。具有工蚁多态性的大头蚁属Pheidole，蚁后和雄蚁的前、后翅原基均能正常发育，兵蚁幼虫只具有前翅原基，兵蚁成体无翅，这很可能是个体发育关键期时保幼激素（juvenile hormone, JH）水平引起。敲降Vestigial基因后，兵蚁幼虫的前翅原基变小，对蚂蚁群落进行工蚁和兵蚁比例调整后，兵蚁翅原基变小，以此建立了由JH和信息素介导，以Vestigial为核心的原始翅原基对个体发育的调控网络。但是在抑制兵蚁幼虫翅原基细胞凋亡后，兵蚁发育成更小的个体，但是通过对工蚁和兵蚁翅原基染色发现蛹期兵蚁的翅原基出现了大量JNK信号， JNK信号是由伤口等压力性刺激激活的信号通路，调控细胞增殖、再生和发育。不同于其它物种的压力性激活，兵蚁前翅原基是正常发育状态下就激活JNK信号通路。JNK信号通路只出现在具有工蚁多态型的物种的兵蚁中，在工蚁单型且具有翅原基的工蚁个体和蚁后中未发现JNK信号。该发现提示通过JNK和细胞凋亡信号通路激活了下游信号X，调控工蚁多态型中头部和身体的异速生长，诱导兵蚁的产生。该研究从生态-演化-发育学视角上，为翅这一原始器官调控头部和身体发育的异速生长提供了更多证据。最后，Abouheif教授认为气候变化带来的环境压力通过翅原基影响个体发育获得反应性保护，通过自然选择把压力诱导信号转变成个体的生理信号，最终产生新的多态工蚁。

张国捷研究员主持了本次学术报告，吕雪梅、石磊、马莉、张晓明等研究员，多个课题组师生参加了此次报告。与会师生踊跃提问，结合自己所见和所学知识，对本次报告中的内容提出了许多演化和发育的问题，报告在大家热烈的讨论中圆满结束。会议结束后，Abouheif教授参观了石磊研究员、马莉研究员实验室，并指导张国捷研究员团队进行蚂蚁相关工作，包括蚂蚁野外采集。