蜜蜂大腦中的晝夜調節(jié)
晝夜節(jié)律鐘調節(jié)所有生物的行為。維爾茨堡大學的科學家們現在已經仔細研究了蜜蜂的時鐘解剖結構和分子過程。蜜蜂如何在恰當的時間成功地參觀盛開的鮮花?即使當它們用作參考點的太陽改變了它在天空中的位置時,蜜蜂如何找到返回蜂巢的方式?他們如何將這些信息傳達給其他蜜蜂?哪些分子過程控制這種行為以及它們在哪些解剖結構中發(fā)生?
時間生物學是一門研究從原生動物到人類的所有生物體的生物鐘的學科。Charlotte Helfrich-Förster教授是維爾茨堡大學該學科的專家。她擁有神經生物學和遺傳學的主席,并專注于昆蟲的晝夜節(jié)律進行研究?,F在,她和她的團隊已經在蜜蜂中發(fā)現了這些過程的新細節(jié)??茖W家們在“開放生物學”雜志上發(fā)表了他們的發(fā)現。
“在我們目前的研究中,我們專注于蜜蜂中樞神經系統中特定肽的濃度,”Charlotte Helfrich-Förster解釋說。該肽被稱為“色素分散因子”或PDF。眾所周知,它在昆蟲的生物鐘中發(fā)揮了核心作用一段時間。以前的測量結果還顯示,特殊的神經細胞,即所謂的時鐘神經元,會產生PDF。
來自雷根斯堡和耶路撒冷大學的研究人員Helfrich-Förster現在更仔細地檢查了這些神經細胞。他們的目標是詳細分析生物鐘的神經元過程和解剖結構。為此,科學家們使用蜜蜂中樞神經系統的高分辨率圖像,并連續(xù)測量當天的PDF濃度和隨后的分析。此外,研究人員向蜜蜂施用人工PDF肽并研究其后果。
Charlotte Helfrich-Förster總結了這些實驗的核心研究結果如下:“我們的分析顯示,PDF神經元前往大腦區(qū)域,這對于學習,記憶和朝向太陽是必不可少的.PDF蛋白質的濃度受到相當大的波動白天早晨絕對低溫。當蜜蜂被給予人工PDF時,他們典型的行為模式被推遲了一段時間。“
對于科學家來說,這就是PDF時鐘神經元形成昆蟲時鐘網絡中不同起搏細胞之間解剖橋梁的線索。此外,他們將晝夜信息從生物鐘轉移到控制復雜行為的大腦區(qū)域,例如朝向太陽的方向,時間記憶和全天組織工作。
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