Cell：果蝇如何辨别自己人

　　

生物通报道：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。

 

（生物通编辑：叶予）

生物通推荐原文摘要：

Genetic and Neural Mechanisms that Inhibit Drosophila from Mating with Other Species

Genetically hard-wired neural mechanisms must enforce behavioral reproductive isolation because interspecies courtship is rare even in sexually naïve animals of most species. We find that the chemoreceptor Gr32a inhibits male D. melanogaster from courting diverse fruit fly species. Gr32a recognizes nonvolatile aversive cues present on these reproductively dead-end targets, and activity of Gr32a neurons is necessary and sufficient to inhibit interspecies courtship. Male-specific Fruitless (FruM), a master regulator of courtship, also inhibits interspecies courtship. Gr32a and FruM are not coexpressed, but FruM neurons contact Gr32a neurons, suggesting that these genes influence a shared neural circuit that inhibits interspecies courtship. Gr32a and FruM also suppress within-species intermale courtship, but we show that distinct mechanisms preclude sexual displays toward conspecific males and other species. Although this chemosensory pathway does not inhibit interspecies mating in D. melanogaster females, similar mechanisms appear to inhibit this behavior in many other male drosophilids.