在許多物種中,雄性通過復(fù)雜的求偶行為來吸引雌性,同時(shí)也會(huì)與其他雄性競(jìng)爭(zhēng)以排斥對(duì)手。雌性通常被認(rèn)為是做出選擇的一方,因?yàn)樗鼈冊(cè)诜敝尺^程中承擔(dān)了更多的代謝成本。
然而,雌性如何評(píng)估不同雄性的表現(xiàn)并做出選擇,仍然是一個(gè)未解之謎。
2025 年 2 月 13 日,洛克菲勒大學(xué)的研究人員在國際頂尖學(xué)術(shù)期刊 Cell 上發(fā)表了題為:Male-male interactions shape mate selection in Drosophila(雄性-雄性相互作用塑造了果蠅的配偶選擇)的研究論文。
該研究揭示了果蠅在配偶選擇過程中,雄性之間的競(jìng)爭(zhēng)如何影響雌性的選擇行為。
果蠅的雄性通過振動(dòng)翅膀產(chǎn)生特定的求偶歌曲來吸引雌性,但在自然環(huán)境中,雌性通常會(huì)面臨多個(gè)雄性的追求,形成競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境。
在這項(xiàng)最新研究中,研究團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了多種行為學(xué)實(shí)驗(yàn),觀察雄性果蠅在競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境下的求偶行為和攻擊行為,通過高速攝像和聲音記錄,分析了雄性果蠅之間的相互作用以及雌性果蠅面對(duì)多個(gè)雄性果蠅求偶時(shí)的反應(yīng)。
研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn),雌性果蠅在多個(gè)雄性競(jìng)爭(zhēng)的情況下,無法明確區(qū)分究竟哪個(gè)雄性在“唱歌”。雌性果蠅主要依賴“求偶歌曲”作為信號(hào)來判斷是否有合適的配偶存在,而不是通過比較不同雄性的表現(xiàn)來做出選擇。
該研究還發(fā)現(xiàn),雄性果蠅在求偶過程中會(huì)交替進(jìn)行求偶行為和攻擊行為。它們通過快速扇動(dòng)翅膀來排斥競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手,同時(shí)產(chǎn)生一種“干擾歌曲”(干擾歌曲與求偶歌曲在頻譜上有顯著差異),干擾雌性對(duì)其他潛在配偶的聽覺感知。這種干擾歌曲會(huì)掩蓋競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的求偶歌曲,使得雌性難以分辨其他雄性的求偶信號(hào)。
研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步發(fā)現(xiàn),雄性果蠅的求偶行為和攻擊行為由兩個(gè)并行的神經(jīng)回路節(jié)點(diǎn)調(diào)控:P1a 神經(jīng)元促進(jìn)求偶行為,而 pC1x 神經(jīng)元?jiǎng)t調(diào)控攻擊行為。這兩個(gè)神經(jīng)回路節(jié)點(diǎn)使得雄性能夠在復(fù)雜的社交環(huán)境中靈活地交替進(jìn)行求偶行為和攻擊行為。
雄性果蠅的干擾歌曲 通過改變雌性果蠅聽覺通路的興奮-抑制平衡,干擾雌性果蠅對(duì)求偶歌曲的感知。雌性果蠅只有在某個(gè)雄性果蠅能夠暫時(shí)隔離她并單獨(dú)向她求偶時(shí),才會(huì)接受該雄性果蠅的求偶。因此,雄性果蠅通過干擾雌性果蠅的聽覺通路能夠增加自己的繁殖成功率。
這項(xiàng)研究表明,果蠅的配偶選擇不僅僅依賴于雌性的主動(dòng)選擇,還受到雄性之間競(jìng)爭(zhēng)的強(qiáng)烈影響。雄性通過交替進(jìn)行求偶行為和攻擊行為,干擾雌性對(duì)其他雄性的感知,從而增加自己的繁殖成功率。該研究還揭示了調(diào)控這些行為的神經(jīng)回路機(jī)制,表明 P1a 神經(jīng)元和 pC1x 神經(jīng)元在雄性果蠅的社交行為(求偶行為和攻擊行為)中起到了關(guān)鍵作用。
這項(xiàng)研究不僅揭示了果蠅配偶選擇的復(fù)雜機(jī)制,還為理解其他物種中的性選擇和社交行為提供了新的視角。通過揭示神經(jīng)回路如何調(diào)控求偶和攻擊行為,研究還為神經(jīng)科學(xué)和行為學(xué)領(lǐng)域提供了重要的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。
未來的研究可以進(jìn)一步探討不同感官信號(hào)(例如嗅覺、觸覺和味覺)如何協(xié)同作用,調(diào)控雄性的社交行為。此外,研究還可以擴(kuò)展到其他物種,比較不同物種在配偶選擇中的行為策略和神經(jīng)機(jī)制。
論文鏈接:
https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(25)00037-6
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