梅斯医学MedSci 2026-11-11 08:33:54
常言道“民以食为天”。遇到喜欢的食物,光是闻到香味,就可能让人忍不住想凑近看看。
不过,食物的香味除了能勾起食欲,还有一些让人意想不到的作用。
近期,一项发表于Nature的研究就发现,食物散发的气味可以促进雄性果蝇的求偶行为。而且,食物气味还会改变雄性果蝇对周围环境的反应,让它们更积极地寻找、追逐潜在的伴侣。随着越来越多的果蝇聚集在一起,群体中的活动又会进一步增强求偶行为。
DOI:10.1038/s41586-026-11209-9
研究团队首先选择了Drosophila erecta(以下简称D. erecta)和常见的黑腹果蝇(Drosophila melanogaster)这两种亲缘关系较近的果蝇。
他们在实验场地中央设置了一小块区域,一种条件下只有琼脂,另一种条件下则加入苹果醋气味,以模拟发酵食物散发的气味。随后,他们分别放入了5只雄性和5只雌性果蝇,观察它们的活动和交配情况。
结果发现,两种果蝇的表现截然不同。对于黑腹果蝇来说,有没有食物气味似乎并不影响它们积极求偶。即使没有苹果醋,它们也会主动寻找并追逐伴侣。
然而,D. erecta闻到苹果醋气味后,迅速向食物区域聚集,并且长时间停留在那里。雄性果蝇开始频繁接近、追逐周围的其他个体,整个群体也变得更加活跃。不仅如此,超过90%的交配发生在散发苹果醋气味的区域。而在没有苹果醋气味的条件下,研究者没有观察到这种果蝇发生交配。
难道是因为果蝇聚在一起,更容易遇到合适的伴侣吗?
为了排除这一因素,研究者又缩小了实验场地,让雌雄果蝇即使没有食物气味,也能保持较近的距离。
没想到,此时雄性D. erecta依然很少主动求偶。只有加入苹果醋气味后,它们才会表现出持续而积极的追逐行为。
可见,食物气味的作用不仅仅是把果蝇吸引到一起,它本身就能成为促进雄性果蝇求偶的重要信号。
食物气味促进雄性果蝇求偶
那么,食物气味究竟是怎样让雄性果蝇变得如此积极的?
研究者接下来又在场地中放置了一颗直径约3mm,大小与果蝇相近的小珠子,观察雄性果蝇会不会主动靠近。
结果,黑腹果蝇对这颗珠子基本不感兴趣,无论有没有苹果醋气味,它们的表现都没有明显变化。但雄性D. erecta在闻到苹果醋气味时,却会更频繁地靠近珠子,有时刚刚离开,又会重新返回,仿佛正在反复查看周围有没有值得关注的目标。
随后,研究者把实验场地扩大,并摆放了13颗珠子。他们发现,存在食物气味时,雄性果蝇会在不同珠子之间不断移动,探索的范围和频率都明显增加。
并且,当研究者把其中一颗珠子换成一只固定不动的雌性果蝇后,雄性果蝇一旦发现她,便可能停止四处探索,转而持续靠近并展开求偶。
这说明,食物气味能够促使雄性果蝇更积极地探索周围环境,增加它们发现潜在伴侣的机会。
不过,话又说回来,雄性果蝇不会把所有视觉目标都当成潜在伴侣。只有接触到合适的雌性信号后,它们才会进一步表现出典型的求偶行为。
食物气味让雄性果蝇更积极地探索周围环境,增加它们接近不同视觉目标的机会
既然食物气味能够促进寻找伴侣,那它会不会进一步影响雄性果蝇的求偶状态呢?
于是,研究者进一步观察了果蝇大脑中的P1神经元。这类神经元参与调控雄性果蝇的求偶行为,可以帮助它们进入性兴奋状态。
他们利用光刺激激活P1神经元,观察雄性果蝇的反应。结果,在没有苹果醋气味时,即使直接激活了P1神经元,雄性D. erecta的求偶行为也只能持续很短一段时间,随后便逐渐停止。然而,存在苹果醋气味时,激活P1神经元后,雄性果蝇却能表现出更加持久的求偶行为。
这表明,对于D. erecta来说,食物气味不仅能促进求偶行为的开始,还能帮助雄性果蝇维持求偶兴奋状态。
相比之下,黑腹果蝇即使没有这种食物气味,也能够持续追逐目标。
食物气味有助于维持雄性果蝇的求偶兴奋
除了食物气味本身,研究者还发现,更多果蝇聚在一起时,雄性果蝇的求偶行为还会进一步增强。在苹果醋气味存在的条件下,与单独面对一只雌性果蝇相比,雄性D. erecta身处更大的群体时,求偶行为明显更加活跃。
为什么周围的果蝇越多,它们反而越积极?原来,这其中的关键可能在于视觉。
食物气味吸引果蝇聚集后,雄性果蝇会频繁移动、靠近和追逐其他个体。这些活动让每只果蝇眼前出现更多不断移动的目标。而雄性D. erecta对这些视觉运动信号十分敏感。周围果蝇活动得越频繁,就越容易进一步增强它们的求偶兴奋。
研究者还将果蝇群体的运动轨迹录制下来,再通过投影播放给其他果蝇观看。结果发现,在苹果醋气味存在时,播放活跃群体的快速运动画面,还能进一步增强雄性果蝇的求偶行为。
由此可见,食物气味和视觉运动信号能够相互配合,共同增强雄性果蝇的求偶行为。食物气味首先让果蝇聚集,并促使雄性更加积极地寻找伴侣;随之增加的群体活动又提供了更多视觉刺激,进一步提高它们的求偶积极性。
食物气味与群体活动产生的视觉刺激共同促进果蝇求偶
总体而言,上述研究揭示了,食物气味不仅能吸引果蝇聚集,还能激发雄性果蝇的求偶行为,让它们更积极地寻找和追逐潜在伴侣。同时,食物气味还能帮助雄性果蝇维持求偶兴奋,而群体活动产生的视觉刺激,又会进一步增强这种行为。
[1]Brand P, Keller K, Coleman RT, et al. Ecological and social cues orchestrate concerted courtship in Drosophila. Nature. 2026. doi:10.1038/s41586-026-11209-9.
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发布时间:2026-11-11 07:52:09
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