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果蝇遇求爱:YES or NO?——雌性果蝇配偶选择背后的神经机制

科学家一直在探索一个问题:动物,包括人类在内,在做出选择时,背后的机制究竟如何?近日,发表在《公共科学图书馆—生物学》(PLOS Biology)期刊上的一项研究揭示了雌性果蝇遭遇求爱时的选择机制,为理解动物行为决策的神经基础提供了新见解。

在选择雄性配偶时,雌性动物常倾向于选择那些具备可能遗传给后代优秀特质的雄性,这是地球许多物种繁衍的重要特征。然而,尽管基因、细胞和循环系统等因素对配偶选择至关重要,但背后的决策机理一直不为人所知。

为此,科学家选择从果蝇入手,探寻这一秘密。果蝇的大脑与人类大脑处理感官信息的机制类似,都是分区域进行,且使用与人类相同类型的神经递质,如多巴胺和血清素。这使得果蝇成为研究神经决策机制的理想模型。

研究者找到了与配偶选择有关的单一基因——pC1基因。如果该基因发生突变,雌性果蝇即使面对雄性的“猛烈攻势”,也会无动于衷。通过基因调控,研究者在不同组织中对pC1基因进行表达减量测试,发现该基因主要与神经系统有关。他们将突变基因与表达后的流动绿色荧光蛋白(GFP)“捆绑”,从而追踪到果蝇在做出选择时的神经活动。

令人惊讶的是,决定果蝇是否接受求爱的居然只是“一小撮神经细胞”——大约6-8个pC1神经元。这些神经元位于雌性果蝇大脑的特定区域,能够整合来自视觉、嗅觉和触觉的求爱信号,并在15分钟内迅速让雌性果蝇决定是否接受雄性的交配。如果pC1神经元被激活,雌性果蝇会表现出接受行为;反之,则会拒绝。

这一发现不仅揭示了果蝇配偶选择的神经基础,也为理解更复杂动物(包括人类)的决策机制提供了线索。未来,研究者计划进一步探索pC1神经元如何与其他脑区交互,以及这种机制在进化中的保守性。

(责任编辑:泉水)