求爱方式由基因注定?

【字体: 时间:2004年08月03日 来源:

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生物通报道:当一只雄性果蝇遇到它的“梦中情人”时,他就会围绕着雌性果蝇并用腿轻轻拍打雌果蝇,以此来示爱。如果雌果蝇似乎有兴趣,他就会为她唱情歌。唱完歌曲后,他们就会有更亲密的动作,有时候在这个过程中就可以成功完成交配。

现在,斯坦福大学的研究人员发现这种精细设计的求爱行为事实上由一些神经细胞安排,这些细胞存在于雄性果蝇的中枢神经系统中。当这些细胞无法正常行使其功能时,求爱仪式就会消失并且雄性就会由一个温柔的风流浪子变成一个笨拙的野兽——试图强迫不情愿的雌性接受自己。相关文章发表在7月29日的Nature上。这些发现将最终帮助研究人员弄清在不同的物种中(从果蝇到爬行动物,再到人类),大脑是如何编排求爱行为的。

“果蝇作为一个模型生物,其基本的细胞功能与人类的非常相似,”Bruce S. Baker博士说。“这项研究让人惊奇地意识到人类的性行为在神经系统中很可能也有一个基础线路来调节‘吸引’和交配。”

Baker和斯坦福大学的研究生Devanand S. Manoli主要研究了黑腹果蝇(Drosophila melanogaster)中的一个叫做fruitless的基因。Baker及其同事之前已经发现这种基因能够控制雄性果蝇的性行为。“我们发现fruitless基因与雄性求爱行为的神经元回路的构建有关。这个回路嵌在果蝇的大脑和腹神经索中,由约1500个神经元组成,约占果蝇神经细胞总数的百分之一。这些细胞的其中60个担负着调整求爱仪式步骤的任务。当这些细胞功能出现障碍时,雄性就不可能成功交配。

“黑腹雄果蝇的求爱行为很复杂,并且这些行为步骤被编排进雄性的发育过程中,”Baker说。“它们不需要再学什么。事实上,在它们从蛹里出来24小时后就可以交配。”求爱仪式分为6个步骤:雄性感觉雌性的存在并跟随她;用前腿轻拍雌性;雄性张开翅膀震动,以产生出一首种间特异性的求爱歌;用喙舔雌性的生殖器;然后尝试交配;交配发生。“正常的雄性用大约2分钟完成前三步,在尝试交配前用2分钟完成‘舔’的步骤。交配大约需要20分钟”Baker说。“当我们干扰这60个神经细胞时,雄性就会跳过拍打的步骤并试图一次完成所有的事情。因此正常情况下需要4分钟的行为减少到10秒,这也决定了它不可能做的很好。”实验中,一些突变的雄性确实发生了交配,但却不能成功授精。

Baker指出,除去这个神经细胞网络还有其它害处。“在正常的求爱过程中,果蝇非常有‘教养’。一旦一个雄性开始向一个雌性求爱,其它的雄性则会让它们单独相处一会,并延迟自己的求爱。但当我们将几只发生突变的雄性和一只雌性放在一起时,所有雄性则会同时追求雌性。”

“我们的研究表明,中枢神经系统中的一些特定的细胞能调控每个步骤,”Baker说。“我们发现人为干扰神经网络能够改变‘子程序’的次序,但它们仍然存在。很明显,这些‘子程序’本身已经被根植在神经系统中了。......我们研究得到的另一个启示是,虽然迅速交配和多个雄性求爱对黑腹果蝇来说很反常,但这些行为在其它种类的昆虫中却很正常,”Baker说。“有可能动物有一个共有的原始神经环路,而动物王国存在的不同的求爱行为都是由对这个环路的相对较小的修改得来的。”

Baker说,尽管果蝇比人类小的多,但遗传组成却非常相似。那么,控制果蝇性行为的基因是否也在人类的性行为中起到一定的作用呢?从果蝇的求爱过程来看,其基本的入门步骤与人类的求爱行为非常相似。“当然,对人来说是否去听摇滚音乐会或去听歌剧完全是与人的教养相连。但基本的生育后代的推动力和基本的生殖策略也是一样有的”Baker说。(Yang Shujuan)

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