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Cell:果蝇如何辨别自己人

2013.7.01

  加州大学的研究团队发现,雄果蝇前腿的一个感知系统,能够辨别雌性果蝇的种属,文章于六月二十七日发表在Cell杂志上。这是进化过程中的一个重要机制,可以使动物避免与其他种属交配。不过迄今为止,人们对这一机制还并不了解。

  研究人员发现,雄性黑腹果蝇前腿的感觉神经元,表达一种化学受体Gr32a,这种受体能够感知其它果蝇体表的化学物质。“在自然界中,这种感知系统可以避免产生无法存活或繁殖的杂交后代,保持种属的血统纯正,”文章的资深作者,加州大学的Nirao M. Shah教授说。

  雄性果蝇在交配前,会接近雌性并用前腿轻拍对方。“这时,Gr32a能够感知是否存在其它种属的化学物质,”文章的共同作者Devanand S. Manoli博士说。“如果对方属于其它种属,就会激活Gr32a使雄果蝇停止交配企图,尽管雄果蝇可能从未遇到过这类雌性。”

  “研究显示,Gr32a神经元不仅能够区分种属,还足以抑制雄性果蝇的活动,”Manoli说。Gr32a能够帮助黑腹果蝇,辨别与其亲缘关系较近的果蝇。研究人员指出,缺乏Gr32a或者去除前腿,雄性黑腹果蝇就会去追求其他种属的雌性,即便这些雌性的体型和外表都与它大不相同/

  研究人员对黑腹果蝇的一些近亲进行了类似研究,发现这些果蝇也具有类似的辨别机制。不过与黑腹果蝇亲缘较远的D. virilis,并没有采取这种机制。

  在黑腹果蝇的脑部,一些神经元会表达雄性版的fruitless基因,而这些神经元与果蝇前腿的Gr32感知神经元有关联。这项研究不仅向人们展现了,雄性果蝇辨别雌性种属时的感知通路,还解析了这一重要神经回路中的核心元件。

  不过研究显示,尽管雌性黑腹果蝇也拥有表达Gr32a的神经元,但并不由此排斥其它种属的雄性。研究人员强调,动物界存在多种种属识别系统,例如啮齿类主要通过气味,一些鱼类使用电脉冲,而包括人类在内的灵长类则依赖视觉和听觉线索。

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