吸引力和行为进化的遗传机制

摘要：研究人员揭示了线虫微妙的交配行为，揭示了雌雄同体和雌性蛔虫在寻求繁殖过程中复杂的相互作用。雌性积极寻找雄性，通过气味追踪它们进行交配，而雌雄同体则表现出截然不同的方法，避免交配，直到耗尽精子供应。

这项研究不仅增强了我们对线虫繁殖策略的理解，而且还提供了对吸引力和行为进化的遗传机制的见解。该研究表明，雌雄同体中精子或精液的存在起到了行为调节剂的作用，强调了最大化遗传传播的适应性策略。

关键事实：

资料来源：洛克菲勒大学

当雌性线虫在培养皿中遇到她的伴侣时，火花四溅。她通过气味追踪他，径直走过去，在身体接触的瞬间就怀孕了。但对于这些小蛔虫的雌雄同体版本来说，情况却截然不同。

雌雄同体在解剖学上是雌性，但能够利用自己的精子供应进行自体受精，但雌雄同体仍然对交配毫无兴趣，直到它们的精子供应耗尽。只有这样它们才会寻找雄性。

根据《当代生物学》的一项新研究，在这些先前未知的微观交配仪式细节中，可能潜藏着对吸引力遗传机制有更深入了解的线索。

这些发现不仅填补了有关关键模式生物的巨大知识空白，而且为生殖策略的进化提供了新的线索。

洛克菲勒神经科学家科里·巴格曼 (Cori Bargmann) 表示：“生物学家实际上才刚刚开始揭示行为是如何进化的，而求爱行为是我们所看到的最引人注目的行为之一。” “我们研究了线虫的交配仪式，以更好地了解物种之间的行为如何变化。”

线虫通常被称为蛔虫，是一种多样化的生物体，几乎在地球上的每个栖息地都有发现。在少数物种中存在能够自体受精的雌雄同体。巴格曼的团队选择比较秀丽隐杆线虫属的雌雄同体和非雌雄同体成员的策略。

“这些动物看起来都一样，”该研究的主要作者、巴格曼实验室的助理研究员玛格丽特·埃伯特 (Margaret Ebert) 说。 “但它们使用神经系统的方式不同，从而产生截然不同的交配行为。”

研究人员首先观察雄性和雌性秀丽隐杆线虫之间的相互作用。 “我们对女性行为几乎一无所知，”巴格曼说。 “在研究雌雄同体之前，第一个问题是雌性做什么。”

研究小组注意到雌性线虫的三种交配行为：它们通过气味追踪雄性，在与雄性发生身体接触时停止移动，并且打开外阴以方便交配。

“女性是效率的典范，”埃伯特说。 “她表现出强烈的寻找伴侣的动力，一旦接触就会合作。在遇到男性的一分钟内，她就怀孕了。”

最令人惊讶的发现之一是雌性通过嗅觉来追踪雄性。 “我们不知道这一点，”巴格曼说。 “人们普遍认为是男性做出选择。”

随后，研究小组转向密切相关的雌雄同体秀丽隐杆线虫。这些线虫的生命始于精子和卵细胞的补充，并且不会通过气味来追踪雄性。

相反，它们会主动避免交配，当雄性尝试交配时，“就像牛仔竞技表演中的公牛一样，”埃伯特说。 “它们会做出猛烈的动作，把雄性甩开然后逃跑。”

但随着年龄的增长，雌雄同体继续产生卵子并停止产生精子，留下它们无法自体受精的配子。突然间，雄性线虫变得有吸引力。

巴格曼说：“一旦精子用完，它们就会切换。” “这并不是说雌雄同体忘记了雄性的用途。它只是在生命的一部分中掩盖这些行为，然后在以后的生命中释放它们，揭示出惊人的行为灵活性。”

这种交配灵活性具有进化意义。从生物适应性的角度来看，任何动物都应该希望最大化自己对基因库的输入。只要雌雄同体能够产生自己的后代，它们就没有动力与雄性混居。

但一旦它们无法做到这一点，那么，用至少一半的遗传物质交配和产生后代就成为进化战略。研究小组怀疑精子或精液的存在起到了一种调节器的作用，表明交配行为应该暂停。

这些发现为回答有关动物如何进化以优化其 DNA 传递的最基本问题迈出了根本性的一步。 “我们的发现为这个难题增添了另一块，”巴格曼说。

“这些物种改变了它们的方法，以最大限度地增加它们可以传递给下一代的基因总数。这几乎就像雌雄同体读一本遗传学教科书并问：“我怎样才能最大限度地提高我的健康水平”。

(责任编辑：泉水)