果蝇轻松失去童贞 - 一个EurekAlert

作者: Jean-Christophe Billeter

来源: Nature Ecology & Evolution

发布日期: 2021年6月21日

格罗宁根大学的科学家们通过果蝇的实验揭示了雌性果蝇在交配后变得更加挑剔的现象,并解释了这一行为变化的生理机制。

雌性在选择配偶时非常重要,因为她们通常在后代身上投入比雄性更多的精力。然而,过于挑剔并不是一个好主意,因为她们可能会最终没有交配。生物学家们长期以来一直在思考雌性如何优化她们的机会。格罗宁根大学的科学家们通过果蝇的实验揭示了答案:交配诱导了雌性果蝇的行为变化,使她们比处女时更加挑剔。结果于6月21日在Nature Ecology and Evolution上发表。

十四世纪法国哲学家让·布里丹描述了一头因为无法在两捆干草之间做出选择而饿死的驴子。进化生物学家有自己的决策问题版本:在许多物种中,雌性在繁殖上投入的精力比雄性多。因此,雄性试图与尽可能多的雌性交配,而雌性则挑剔,因为她们必须选择最好的雄性来为她们的后代提供父亲。但是,像哲学家的驴子一样,过于挑剔可能会导致没有后代。

2005年,理论生物学家提出了一种解释:如果雌性物种的配偶偏好随时间变化呢?这对于像果蝇这样储存精子以备后用并多次交配的生物尤其有益。'最后一次交配的精子被优先用于受精,所以与劣等雄性的第一次交配影响不大,但它确实确保了果蝇可以繁殖',格罗宁根大学社会和性行为神经遗传学副教授让-克里斯托夫·比勒特解释道。

这个解释听起来很合理,但它实际上是真的吗?在受控实验中证明这一点很困难。比勒特说:'很难区分学习行为和编程的配偶偏好变化。'然而,比勒特和他的团队在研究果蝇的交配行为方面有丰富的经验。他注意到果蝇在第一次交配后处理线索的方式发生了变化。'例如,食物起到了催情剂的作用——但只对已经交配过的雌性,不对处女。'这意味着处女和交配过的雌性关注不同的线索。其他科学家也描述了处女和交配过的果蝇之间的差异。

由于有许多具有特定突变的果蝇品系,这个模型生物将允许对如何控制交配偏好进行仔细研究。比勒特和他的同事们进行了一系列实验来研究配偶选择。基本设置是观察一个雌性与两个来自不同品系的雄性,分别是荷兰品系和西非品系。由于果蝇交配大约需要二十分钟,所需要做的就是等待,看看两个雄性中哪一个会与雌性交配。'我们观察了数千个培养皿,通常是整夜,每个培养皿有两个雄性和一个雌性,以获得我们的结果。'

在第一次实验中,他们发现了一个非常清楚的结果:处女果蝇对荷兰或西非雄性没有偏好。但交配过的雌性变得挑剔;她们随后在近100%的实验中与西非雄性交配。'找到品系之间如此巨大的差异有点幸运',比勒特说。另一系列实验是为了找出这种偏好是如何产生的。已知精子液中的雄性信息素负责交配诱导的雌性行为变化。当处女果蝇与没有信息素的雄性突变体交配时,她们没有变得挑剔。

这表明雌性并没有学会变得更加挑剔,而是经历了一个编程的生理变化,使她们变得更加挑剔。

由于信息素诱导雌性产生一种叫做'幼激素'的物质,下一步是确认这种激素在发展选择性中起作用。确实,被喂食这种激素的处女雌性对西非雄性产生了偏好。但西非和荷兰雄性是如何区分的呢?'我们认为信息素参与其中,所以我们测试了没有嗅觉的雌性。确实,她们没有对西非雄性产生偏好。'

在研究的这一阶段,比勒特参加了一个会议,加州大学圣地亚哥分校的苏志颖谈到了果蝇中的信息素受体。他们开始了合作,使用电记录,苏实验室显示,Or47b气味受体神经元在交配后由于幼激素信号变得对信息素不那么敏感。'所以,我们认为幼激素降低了果蝇嗅觉细胞对这种信息素的敏感性。'拼图的最后一块是找到激活Or47b的信息素。'这被识别出来,我们预测西非果蝇的信息素水平会高于荷兰果蝇。

'假设得到了证实:西非雄性的信息素水平是荷兰果蝇的两倍。并用信息素浸泡荷兰果蝇使它们与西非雄性一样有吸引力。

这导致了一个清晰的画面:对处女来说,所有雄性闻起来都一样可爱。但交配降低了她们对催情信息素的敏感性,从而诱导了对信息素水平较高的雄性的偏好。'我们只能发现这一系列事件,因为果蝇是一个如此强大的模型系统,得益于有现成的工具来操纵神经元和行为',比勒特承认。'但是,现在我们已经在这个模型中确认,交配实际上翻转了一个开关,诱导了交配偏好,我们预计研究人员也能够在其他物种中找到这一点。'

而且有更广泛的影响。'我们现在发现了一个可以改变个体行为的变化其对线索的响应方式的触发器。论文的第一作者,博士后菲利普·科尔迈尔,是社会昆虫的专家,如蚂蚁和蜜蜂。他现在渴望找出类似的触发器是否参与了社会昆虫如何专业化于不同的类别,如觅食者和护士。'

UUID: 6d25d00b-d0f2-4d8c-a96d-0a14e41a13b9

原始文件名: /home/andie/dev/tudou/annot/2021年英语网页/Fruit flies lose their virginity lightly - an EurekAlert.txt

是否为广告: 否

处理费用: 0.0048 元