饥饿的果蝇是极端的超马

作者: Michael Dickinson

来源: Proceedings of the National Academy of Sciences

发布日期: 2022年4月20日

加州理工学院的研究人员发现,果蝇在一次飞行中可以飞行长达15公里,相当于其身体长度的六百万倍,或者相当于一个普通人类飞行超过10,000公里。研究表明,果蝇在寻找食物时可以飞行相当远的距离,甚至比许多迁徙鸟类一天飞行的距离还要远。

在寻找食物的过程中,一只果蝇可以飞行相当于其身体长度六百万倍的距离。加州理工学院的研究人员发现,果蝇在一次飞行中可以飞行长达15公里,相当于其身体长度的六百万倍,或者相当于一个普通人类飞行超过10,000公里。为了确定果蝇的最高速度,研究人员在加州莫哈韦沙漠的一个干涸湖床上进行了实验,释放了数万只果蝇,并用发酵的苹果汁混合物吸引它们。果蝇大约需要16分钟才能飞行一公里。

这些果蝇在完全喂食的情况下可以连续飞行三个小时,这意味着这些昆虫可以在一次飞行中覆盖12到15公里的距离。这项研究由加州理工学院的Michael Dickinson实验室进行,研究结果发表在《国家科学院院刊》上。

这项工作的动机源于20世纪40年代Theodosius Dobzhansky和其他人口遗传学先驱在研究美国西南部的果蝇物种时发现的一个长期悖论。Dobzhansky等人发现,相隔数千公里的果蝇种群在基因上看起来比他们估计的这些小昆虫实际能飞行的距离要相似得多。事实上,当生物学家在户外释放果蝇时,这些昆虫通常只是在短距离内绕圈飞行,就像它们在我们厨房里做的那样。

为了测量果蝇如何分散并与风相互作用,研究团队设计了“释放和重捕”实验。该团队多次前往距离加州理工学院140英里的莫哈韦沙漠中的Coyote湖,携带了数十万只常见的实验室果蝇Drosophila melanogaster。研究团队在释放地点周围设置了一个直径为一公里的环形陷阱,每个陷阱都包含一种诱人的发酵苹果汁和香槟酵母的混合物,这种混合物会产生二氧化碳和乙醇,对果蝇来说是不可抗拒的。

果蝇大约需要16分钟才能飞行一公里到达陷阱,相当于每秒约1米的速度。研究团队认为这是最低速度,因为这些果蝇在释放后可能先绕了几圈,或者没有直线飞行。此前的研究表明,一只完全喂食的果蝇可以连续飞行长达三个小时;由此推断,Drosophila melanogaster可以在一次飞行中飞行大约12到15公里,即使在微风中也能飞行,如果有顺风则可以飞行更远。

这项研究对运动生态学领域有更广泛的意义,该领域研究种群如何在世界上移动,实际上是为其他动物提供食物来源。在早期的预释放实验中,研究团队多次捕获了一种入侵性的果蝇物种,斑翅果蝇(Drosophila suzukii),这种果蝇在西海岸造成了重大的农业损害。

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