糞便沉積物揭示了果蠅的信息素旗幟
果蠅有一種豐富的嗅覺信息,他們交換,但現(xiàn)在他們的秘密已經(jīng)消失。在8月2日發(fā)表在“當代生物學”雜志上的一份報告中,科學家們利用生物發(fā)光技術監(jiān)測他們的大腦活動,從而利用自由相互作用的蒼蠅之間的通信。他們發(fā)現(xiàn),雄性通過放置糞便作為蒼蠅的電話卡來發(fā)現(xiàn)對方,甚至將雌性引誘到指定位置,從而發(fā)出信號。
從蒼蠅到哺乳動物的許多物種都使用稱為信息素的信號分子來吸引配偶并在社交方面進行交流。這些信息素可能會從身體中流出或被尿液排泄,但現(xiàn)在日本RIKEN腦科學研究中心的研究人員發(fā)現(xiàn),信息素系的糞便標志,而不是蒼蠅的身體本身,是其他蒼蠅的強吸引子。在一個配備可見光和熱成像的小型舞臺上,果蠅可以不受束縛地移動。研究人員對雄性和雌性果蠅對雄性信息素cVA的反應感興趣,后者僅激活特定類別的氣味感應神經(jīng)元。。在遺傳工程的果蠅中,這些神經(jīng)元在被激活時會發(fā)光,這是因為生物發(fā)光分子的引入類似于另一種熟悉的昆蟲螢火蟲。研究小組負責人Hokto Kazama指出:“這種同時進行的神經(jīng)和行為記錄是研究這種小生物中社會交流的第一步。”“蒼蠅環(huán)境是信息素在空間和時間上變化的豐富景觀,這種自然觀察可以改變我們對驅(qū)動蒼蠅行為的理解。”
在研究場所觀察雄性果蠅,研究人員發(fā)現(xiàn)氣味感應神經(jīng)元最強烈地被一個特定的地方觸發(fā) - 被證實是一個滴落的位置 - 而不是蒼蠅之間的相互作用,其身體被認為是主要的,如果不是cVA的唯一來源。“我們已經(jīng)看到了氣味感應神經(jīng)元僅在標記后才會響應的情況,”Kazama說,“蒼蠅越接近這些糞便標志,我們看到的生物發(fā)光越多。”在自己的競技場中,雄性蒼蠅將圍繞周邊并存放糞便,有重新訪問的趨勢,并在標記區(qū)域周圍花費更多時間。具有阻塞的氣味感應神經(jīng)元的蒼蠅沒有顯示出這種吸引力。
在另一個雄性和雌性蒼蠅的實驗中,雌性的糞便沒有吸引力。另一方面,男性的標記對男女兩性都很有吸引力,即使在求愛女性被男性追逐時也是如此。因此,糞便標志物作為社交中心,表明標記飛行的身份和增加的交配機會。
用于監(jiān)測生物發(fā)光的系統(tǒng)具有除果蠅之外的應用。傳統(tǒng)上需要電線或束縛的任何神經(jīng)記錄,特別是小動物,現(xiàn)在可以利用這些發(fā)光的大腦的力量,讓研究人員在社交溝通期間實時觀察活動。“新興的基因組編輯技術與生物發(fā)光探針相結(jié)合,為我們提供了觀察自然行為及其在大腦中如何產(chǎn)生的強大窗口,”Kazama說。
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