新研究发现雄性蛔虫在选择配偶时很挑剔
一块腐烂的水果可能覆盖着数百甚至数千条微小的蛔虫，其中包括线虫——一种用于研究神经遗传学的流行实验模型系统。线虫的寿命只有几周，因此必须快速且频繁地繁殖。该物种由雌雄同体和雄性组成。雌雄同体具有雌性身体，可以自体受精，并可以与雄性交配。罗切斯特大学德尔蒙特神经科学研究所波特曼实验室最近的研究发现，雄性不会不加区别地交配——它们对年龄、交配历史和营养等方面都有选择性。
“我们已经意识到这个物种使用的许多交配线索，但这是我们第一次能够将它们放在一起观察，以了解更多关于它们告诉雄性关于潜在配偶的信息，”道格·波特曼博士说，生物医学遗传学教授说。“评估配偶的特征似乎是只有雄性才会做的事情。了解线虫的性别差异使我们能够深入了解基因如何影响神经元和回路的功能，以指导先天行为，例如选择配偶。”
线虫是神经科学研究的宝贵工具。科学家们已经识别出蛔虫的所有神经元(只有几百个)，并且其神经元之间的连接也已被绘制出来，为理解人类神经元回路如何工作提供了一个模型。众所周知，交配是雄性线虫的首要任务。波特曼实验室之前的研究发现，雄性线虫会抑制寻找食物以寻找配偶的能力。
在《当代生物学》今天发表的一项研究中，波特曼实验室进行了实验，观察培养皿中的蛔虫如何在潜在的配偶之间进行选择。他们发现，雄性线虫使用不同的化学(信息素)和物理(触摸)信号来确定雌雄同体的性别、年龄、营养健康和交配历史。研究人员发现，雄性线虫可以确定雌雄同体的营养状况——无论是健康还是缺乏食物——以及之前是否有过交配。当有选择时，雄性表现出对先前未与其他雄性交配且营养健康的雌雄同体的偏好。然而，一旦雌雄同体长了几天——对于蠕虫来说已经接近中年——它就会释放出一种强大的性信息素，吸引远距离的雄性。那是因为它开始耗尽自己的，所以寻找伴侣变得更加重要。
波特曼说：“每次我们更多地了解遗传性别在神经回路中产生不同行为结果的作用，以及它们背后的神经元机制，我们就更接近了解基因在塑造先天行为中所扮演的角色。” “我们现在的目标是更好地了解雄性的神经回路如何整合不同的交配线索并做出下一步的决定。”
其他作者包括厦门大学的第一作者罗金涛博士、罗切斯特大学的 Chance Bainbridge 和 Renee Miller 以及伦敦大学学院的 Arantza Barrios。该研究得到了美国国立卫生研究院、中央高校基本科研业务费专项资金、福建省自然科学基金委和Leverhulme Trust的支持。
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