通過分析 99 種醋蠅的基因組并評估它們的化學氣味特征和性行為，馬克斯普朗克化學生態(tài)研究所的研究人員表明，昆蟲大腦中的性信息素和相應的嗅覺通道快速獨立地進化。雌性蒼蠅能夠通過其特定的氣味特征識別同種雄性。有趣的是，密切相關的物種在氣味特征上表現(xiàn)出明顯的差異，這有助于防止不同物種之間的交配。反過來，雄性會在交配期間對雌性進行化學標記，從而使它們對其他雄性的吸引力降低。這項研究的結果是了解信息素的產(chǎn)生、它們在大腦中的感知和處理以及最終產(chǎn)生的行為如何推動新物種進化的寶貴基礎。Nature Communications，2021 年 7 月，DOI：10.1038/s41467-021-24395-z)。
一個有著奢侈親戚的大家庭
與大多數(shù)動物一樣，醋蠅的配偶選擇主要基于化學信號。果蠅屬非常適合研究性信息素的進化和多樣性有幾個原因。世界各地有超過 1500 種已知的醋蠅種類，分布在各種不同的棲息地：沙漠、熱帶雨林、洞穴、沼澤或山脈。通常，腐爛的水果和負責發(fā)酵的酵母是主要的食物來源。有些物種還以新鮮水果、蘑菇、樹皮、花、細菌粘液或青蛙卵為食。在許多物種中，特別是在模式生物黑腹果蠅中，大腦中嗅覺信息的處理已經(jīng)得到了很好的描述。性信息素的受體經(jīng)過精確調整以檢測同種交配伙伴的氣味。
在現(xiàn)在發(fā)表在Nature Communications 上的一項新研究中，由 Mohammed Khallaf 和 Markus Knaden 領導的研究人員調查了性信息素如何在 99 種不同的果蠅屬物種中進化。“我們確定了果蠅嗅覺系統(tǒng)中的性信息素和相應的嗅覺通道，以探索信息素信號在系統(tǒng)發(fā)育關系方面的進化，”該研究的第一作者 Mohammed Khallaf 說。被調查的 41 個物種已經(jīng)完全測序。通過對另外 58 個物種的全基因組進行測序，科學家們提出了迄今為止最全面的果蠅屬系統(tǒng)發(fā)育分析。
通過使用基因組數(shù)據(jù)，可以對化學特征的差異以及氣味檢測和處理的差異進行基因比較。研究人員收集了個體蒼蠅的氣味：分析了每個物種的五只雄性、處女和交配的雌性，總共產(chǎn)生了 1500 多只蒼蠅的氣味。“雖然雄性和處女雌性果蠅的比較讓我們了解了性別差異，但交配和處女雌性之間的差異讓我們了解了在交配過程中轉移到雌性身上的雄性特異性化合物，”氣味引導行為項目組負責人 Markus Knaden在進化神經(jīng)行為學系，總結。
標簽： 醋蠅
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