地球与环境 2022-01-20 15:09

英国伯明翰大学的科学家发现,果蝇的性冲突是由大脑中特定连接的神经元控制的。

这项研究揭示了一种指导这些神经元发育的基因,并为某些行为(在本例中是性行为)是如何“固定”在大脑中的提供了新的思路。它还展示了性冲突如何推动新物种的进化,并为在分子和细胞水平上理解进化过程提供了一步。

这篇论文的第一作者Matthias Soller博士解释说:“达尔文关于物种起源的理论是进化生物学的基础。但进化的分子和细胞驱动因素仍然是一个谜。”来自伯明翰城市大学的Irmgard Haussmann博士补充道:“即使是我们人类也在进化:100年前,没有人认为我们的电子世界需要我们的大脑去适应全新的任务。”

虽然这项研究提供了一种回答基础科学问题的方法,但理解性行为的遗传学也可能最终导致控制昆虫数量的新方法,例如在作物管理或像疟疾这样的虫媒疾病的传播中。

这项研究发表在BMC生物学文集《神经元、回路和行为》上,研究人员关注的是一种叫做性肽的特殊分子,这种分子在交配时从雄性果蝇传递给雌性果蝇。性肽负责触发雌性交配后的行为,例如拒绝雄性求爱和增加产卵的欲望。

但有时雌性需要抵制这些行为,例如,如果没有足够的食物,或如果有环境原因不产卵。这种能力依赖于研究人员能够识别的一种基因突变。这种突变影响了雌性对性肽的反应,在识别出这种突变后,研究人员能够识别出对调节雌性交配后反应至关重要的特定基因。

值得注意的是,他们发现这种名为Nup54的基因存在于每个细胞中。而不是信号分子存在于少数神经元,研究团队预计,Nup54蛋白是一个组件的每一个细胞的核膜孔——部分的细胞调节蛋白质进入细胞核,信使rna通过翻译成蛋白质的核。

索勒博士说:“核孔基因是少数几个与新物种出现有关的基因之一。”“我们认为,这些变化,包括大脑线路和行为的改变,很可能标志着物种形成的非常早期阶段,因此显示了新物种进化中的第一个细胞过程。”