研究人员发现果蝇如何知道自己的交配种

发现阐明了动物之间的物种识别

通过 珍妮弗·奥布莱恩

由AG体育平台的研究人员领导的研究小组已经发现了在果蝇的前肢的感觉系统,告诉雄性果蝇可能的配偶是否来自不同的物种。工作解决了发展的一个核心问题是这样理解很差:一个物种的动物怎么不知道与其他种类的动物交配。 

对于普通果蝇, 果蝇,答案在于化学感受器gr32a,位于感觉神经元对雄果蝇的前肢。

“在自然界中,这种感官系统将防止可能无法生存或无法传播,从而帮助保护物种及其身份杂种的创造,说:”资深作家 nirao米。沙阿博士,解剖的AG体育平台副教授。 

这项研究刊登在网上发表的一篇论文 细胞 6月27日。 

交配前,研究人员发现,男性接近吸引雌性并反复拍打她的与他的前腿的一侧。 “像他这样做,他是用gr32a检测,或实际味道,难闻的味道的上表皮,或外层,其他物种的个体的蜡质化学品,说:”合着者 devanand秒。马诺利博士,在儿童和青少年精神病学的解剖和同事,一个AG体育平台博士后。 “如果相亲是不一样的物种,并gr32a被激活,交配仪式就停在那里,即使男性也从来没有遇到过另一种物种的女性。” 

nirao米。沙阿博士

研究人员还发现,如果男性苍蝇的gr32a神经元被直接激活,求爱与其他物种可以在这些雄蝇抑制。 “这些和其他的调查结果表明,神经元gr32a都是必要的,在具有这种味觉受体,以及足够的,在他们的活动方面,以防止男性求偶从其他物种的女性而言,”说马诺利。 

显着地,所述沙,gr32a介导抑制大范围的果实蝇种,上共享一个共同的祖先与 d。果蝇 200万至4000万年前。 

“确实, d。果蝇 缺乏gr32a男性会尝试与其他物种的果蝇交配即使这些物种的两到三倍大,看起来不同未经训练的人的眼睛,”沙阿说。 “当然,这些其他物种拒绝这样的配合尝试”。

同样,当前腿与gr32a神经元的部分手术,取出,说马诺利,男性将法院的其他物种的女性。当我们去掉男性物种的前肢是密切相关的,“我们也观察到这种行为 d。果蝇,”他说,“但不是在 d。 virilis,这是一个更远亲物种。这是可能的 d。 virilis 使用不同的机制来区别其他物种 - 我们还不知道。” 

物种识别在大脑

另一个发现在 d。果蝇说沙阿,是神经元的果蝇的大脑,表达被称为基因的男性特有版本 不结果“似乎与前腿这些GR32感觉神经元连接起来。所以我们已经开始描绘,不仅感官途径,而且当男性遇到来自其他物种的动物是被激活的神经电路的核心组成部分。” 

d。果蝇 而配合果蝇被示出。 图像礼貌

维基百科公地

有趣的是,所述沙,男性使用一种机制,即“相似,但不相同的,”抑制同一物种的其他男性的求偶。 “该系统涉及额外的化学感受器和神经通路,这是有道理的,”他说,“因为如果你是男性,你自己种的其他男性可能会与你竞争的食物,领地和配偶,所以你会确定他们出于不同的原因,在不同的情况下。” 

科学家们惊讶地发现,虽然 d。果蝇 女性有表达gr32a神经元,她不会使用它们拒绝其他物种的雄性。 “这确实让直觉,”沙阿说。 “男性和女性已经进化不同的系统从其他物种的排斥潜在伴侣,因为他们有不同的生殖生理需求。女性在产生后代的投资远远更多的精力 - 产卵,例如,或在哺乳动物中,子宫手抱。男性大量产生精子,这是不一样大力贵“。 

在其他物种中的类似系统

马诺利指出,其他动物可能有类似机制区分其他物种的成员“,但这些都将是具体到这些物种的生态位 - 这是他们在自己的环境中如何运作。啮齿动物,例如,像苍蝇一样,主要用气味来寻找配偶和食物,躲避天敌。某些鱼类使用电脉冲。许多灵长类动物,包括人类,依靠视觉和听觉线索“。 

酵母是已知使用化学感应机制,无法启动与其他酵母菌种繁殖的性方式,说沙阿,谁引酵母开拓性的研究由AG体育平台的教师,其中包括完成 戴维·朱利叶斯博士和已故的伊拉·赫什科威茨,博士学位。

沙阿,在基础科学2010年拜尔斯奖项的获得者,他说,他的团队的下一步就是要研究其他果蝇物种是否也使用gr32a告诉从自己的其他物种。 “我们想看看这个系统经过相关品种保守的,”他说。

该研究的共同作者是PU风扇和乌萨马米AG体育平台的艾哈迈德;霍华德休斯医学研究所的逸尘(HHMI),UCLA; NEHA阿加瓦尔,SARA光,艾伦克。蔡,杰弗里neitz博士和亚当renslo,博士,UCSF的;和布鲁斯·秒。贝克博士,HHMI珍妮莉娅法姆研究校园,维吉尼亚州Ashburn的。 

这项研究是由资金来自中国国家留学基金委,霍华德休斯医学研究所,一个NARSAD补助,为突破生物医学研究的AG体育平台计划,国家科学基金会,宝来惠康基金,埃里森医学基金会,用于神经科学的麦克奈特基金会和斯隆基金会的支持。

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