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在果蝇的配偶选择研究中，为揭示雌性选择和雄性竞争如何协同引导生殖策略这一问题，研究人员开展了对果蝇竞争性求偶行为的研究。结果发现雄性通过攻击性翅膀挥动干扰对手求偶并影响雌性感知，且 P1a 和 pC1x 神经元协调求偶与攻击行为。这有助于理解果蝇交配决策机制。
在奇妙的动物世界里，求偶行为一直是个充满奥秘的话题。就拿果蝇来说，它们的求偶过程看似简单，实则暗藏玄机。在自然环境中，果蝇常常聚集在发酵的水果上，这里可是个 “恋爱战场”，一只雌果蝇往往会被多只雄果蝇追求。以往的研究表明，在果蝇的求偶过程中，雄果蝇会通过复杂的行为展示来吸引雌果蝇，其中求偶歌曲被认为是关键因素，它能 “魅惑” 雌果蝇，促使其接受交配。然而，在这热闹的求偶场景背后，仍有许多未解之谜。比如，雌果蝇在面对多个追求者时，究竟是如何做出选择的？雄果蝇之间的竞争又对雌果蝇的选择产生了怎样的影响？这些问题就像一团团迷雾，笼罩着果蝇求偶行为的研究领域。为了揭开这些谜团，来自美国洛克菲勒大学（The Rockefeller University）的研究人员展开了深入研究。他们的研究成果发表在《Cell》杂志上，为我们理解果蝇的配偶选择机制带来了新的曙光。研究人员运用了多种关键技术方法。在行为学研究方面，通过自由行为实验，精心设置不同的实验场景，如将一只雌果蝇与两只雄果蝇配对（MMF 实验），细致观察并记录果蝇的行为；同时，利用声音记录与分析技术，精准捕捉果蝇求偶过程中的声音信号，深入探究声音在求偶行为中的作用。在神经机制研究中，采用免疫组织化学和共聚焦成像技术，清晰观察神经元的形态；运用双光子功能成像技术，实时监测神经元在不同行为状态下的活动变化。研究结果如下：
- 雌性果蝇的配偶选择：研究人员将一只雌果蝇与两只基因相同且同等饲养的雄果蝇配对，并对它们进行姿势追踪。结果发现，在众多竞争的雄果蝇中，没有任何行为特征能够预测哪只雄果蝇最终会与雌果蝇交配。而且，当雌果蝇在完整雄果蝇和无翅雄果蝇之间进行选择时，即便无翅雄果蝇不能唱歌，仍有相当比例的雌果蝇会与其交配。这表明雌果蝇似乎无法直接比较竞争雄果蝇的声学表现，而是将求偶歌曲作为存在合适配偶的指示性线索。
- 竞争雄性果蝇的行为：在 MMF 实验中，研究人员发现竞争的雄果蝇会频繁地争夺雌果蝇身后的有利位置，并且会做出一种在非竞争求偶中很少见的翅膀展示行为 —— 攻击性翅膀挥动（wing flicks）。这种行为不仅能让雄果蝇在竞争中占据优势，还与求偶展示同时进行。进一步研究发现，雄果蝇的攻击性翅膀挥动受嗅觉和听觉信号的调节，并且它们能通过感知对手的求偶歌曲来识别潜在的交配机会，同时做出攻击性反应。
- 攻击性翅膀挥动产生的歌曲干扰：研究人员发现，雄果蝇的攻击性翅膀挥动会产生一种类似于 “agonistic song” 的声音。这种声音与正常的求偶歌曲不同，它的出现会使雌果蝇所处的声学环境变得复杂，干扰雌果蝇对其他雄果蝇求偶歌曲的识别。通过对控制雌果蝇阴道板打开的听觉通路进行研究，发现 agonistic song 会改变该通路中兴奋性和抑制性输入的平衡，从而抑制雌果蝇的性接受能力。
- 雄性竞争对交配成功的影响：研究表明，在交配前的关键时刻，雄果蝇能够成功交配往往是因为其在短暂时间内单独向雌果蝇唱歌，且此时的求偶歌曲未受到干扰。攻击性翅膀挥动虽然不能直接决定雄果蝇的交配成功，但它能将竞争对手驱离雌果蝇，为自己创造与雌果蝇单独相处的机会，从而提高交配成功的概率。
- 神经元对求偶和攻击行为的协调：研究人员发现，P1a 神经元和 pC1x 神经元在雄果蝇的求偶和攻击行为中起着关键的协调作用。P1a 神经元与求偶行为密切相关，而 pC1x 神经元则在感知到竞争对手的信号时被激活，引发攻击性翅膀挥动等竞争行为。这两种神经元相互协作，使得雄果蝇能够在复杂的竞争环境中灵活调整自己的行为。研究结论和讨论部分指出，在果蝇的求偶过程中，雄果蝇之间的竞争对配偶选择机制至关重要。雄性通过攻击性翅膀挥动干扰对手的求偶行为，同时产生 agonistic song 干扰雌果蝇的听觉感知，从而影响雌果蝇的交配决策。这种竞争行为与雌果蝇的选择相互作用，共同塑造了果蝇的生殖策略。此外，P1a 和 pC1x 神经元协调控制雄果蝇的求偶和攻击行为，为理解果蝇社会行为的神经机制提供了重要线索。该研究不仅揭示了果蝇配偶选择的奥秘，还为进一步研究动物的性行为和神经调控机制提供了宝贵的参考，有助于我们更深入地理解生物在进化过程中形成的复杂行为模式及其背后的神经基础。
