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(guān)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(jié)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(diào)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(diào)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(guān)系方面的進化，”該研究的第一作者 Mohammed Khallaf 說。被調(diào)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(zhuǎn)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(jié)。
標簽： 醋蠅
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