编辑推荐：
为探究遗传因素对果蝇行为的影响，研究人员分析 36,600 只果蝇行为数据，成果助力理解动物行为。
# 果蝇行为研究：解锁基因、个体与群体行为的密码
在生命科学的探索旅程中，理解动物行为的遗传奥秘一直是一个极具吸引力的课题。动物们的一举一动，无论是觅食、求偶还是逃避天敌，背后都隐藏着复杂的遗传机制。然而，想要揭开这层面纱并非易事。以往的研究虽然对动物行为有了一定的了解，但对于遗传因素如何在复杂行为中发挥作用，仍存在诸多未知。不同个体间的行为差异，以及群体环境对行为的影响，这些问题如同迷雾，笼罩着科研人员。为了驱散这层迷雾，深入探索动物行为的遗传基础，来自日本千叶大学（Chiba University）的研究人员展开了一项意义非凡的研究。他们的成果发表在《Scientific Data》杂志上，为我们理解动物行为打开了一扇新的大门。
研究人员使用了多种关键技术方法来开展这项研究。在实验对象选取上，他们从果蝇遗传参考面板（Drosophila Genetic Reference Panel，DGRP）中挑选了 104 个品系的果蝇，还纳入了一个视觉受损的突变品系，这些果蝇为研究遗传变异对行为的影响提供了丰富素材 。在行为测试环节，通过计算机控制的逼近刺激（looming stimuli）模拟捕食者威胁，配合先进的追踪软件，精确记录果蝇的行为轨迹和各项行为指标 。为了确保数据的准确性，研究人员不仅对追踪数据进行了严格筛选和人工核查，还将自己的追踪方法与常用软件 FlyTracker 进行对比验证 。
研究结果
- 行为数据收集与分析：研究人员收集了超过 30,000 只果蝇的行为数据，涵盖 105 个遗传不同的品系，包括 104 个野生型品系和 1 个突变品系。实验在 15 分钟的时间段内进行，其中包含 5 分钟的重复逼近刺激以引发果蝇的恐惧反应。实验还设置了单只果蝇测试和混合品系群体测试，分别研究个体行为和群体行为动态 。
- 行为指标计算：基于果蝇的坐标数据，研究人员计算了多个时间平均行为指标。例如，移动速度（moving speed）反映果蝇的运动活跃程度；最近邻距离（nearest neighbor distance，NND）衡量果蝇的社交性；在竞技场中心停留的时间作为衡量果蝇大胆程度的指标；而在受到刺激后，恢复到基线移动速度所需的时间则被定义为冻结持续时间（freezing duration），用于评估果蝇对威胁刺激的恐惧反应 。
- 追踪性能和行为指标验证：通过与 FlyTracker 软件对比，研究人员发现他们使用的 Tracktor 软件结合自定义校正脚本，能够显著降低追踪过程中果蝇身份匹配错误的概率。同时，对比不同软件计算出的行为指标，发现移动速度、在中心停留时间、NND 等指标具有很强的相关性，冻结持续时间的相关性虽较低但仍足够高。此外，研究人员还将本研究中测量的运动活性与之前研究的公开数据进行对比，发现本研究数据与之前研究具有较高相关性，且雌性果蝇的运动活性在不同研究中的相关性更强 。
- 混合品系实验结果：在混合品系群体实验中，研究人员选择了 15 个 DGRP 品系和突变品系进行组合实验，创建了 120 种独特的配对组合。这一实验设计旨在探索遗传多样性对群体行为的影响，研究发现不同品系果蝇在群体中的组合方式会影响群体层面的行为动态，揭示了个体间遗传变异在塑造群体行为中的重要作用 。
研究结论与意义
这项研究通过整合复杂的实验设计、遗传一致性和多样性，在行为遗传学领域取得了重要进展。研究数据增强了我们对个体和群体行为遗传基础的理解，特别是在应对环境挑战时的行为反应。研究结果不仅有助于剖析运动、恐惧反应和社会互动等行为背后的遗传因素，还为研究基因多样性如何影响群体行为提供了新视角。此外，该研究为未来在行为、遗传学、神经科学和进化等多学科交叉领域的研究奠定了基础。这一全面的果蝇行为数据集，为科学界探索行为的遗传复杂性提供了宝贵资源，有望推动新的研究方法和创新见解的产生，助力解开动物行为模式背后错综复杂的遗传密码。
