我们与酒精的关系相当复杂。虽然酒精可以作为社交润滑剂或帮助一些人放松,但过量摄入会导致成瘾并引发各种健康问题。酒精是在发酵含糖水果和花蜜过程中天然产生的副产品,这就是为什么包括昆虫、猴子、蝙蝠甚至大象在内的许多动物都会有意地寻找发酵水果来获取酒精含量。
果蝇(Drosophila melanogaster)特别容易被发酵水果的气味吸引,在温暖的月份里,它们常常会成群结队地出现在我们的厨房里。D. melanogaster 由于体型小、繁殖快以及与人类基因组有重叠,常被用作许多研究领域的模型生物,易于操作且能提供有意义的结果。
来自马克斯·普朗克化学生态学研究所演化神经行为学和昆虫共生学系以及嗅觉编码研究小组的研究团队提出,酒精显著影响交配过程,拓宽了我们对动物王国中酒精使用的理解。这项最新研究发表在《科学进展》(Science Advances)上。
应对酒精摄入
之前的研究已经探讨了成年果蝇和幼虫为何如此容易被发酵水果中的酒精吸引。他们发现,未交配的雄性比最近交配过的雄性更被酒精吸引。研究人员还发现了酒精摄入与大脑奖励通路之间的神经联系,这使得他们推测,未交配的黑腹果蝇雄性可能会利用酒精来应对雌性的性拒绝。
这一假设带来了一个有趣的见解:人类大脑中存在与酒精摄入相关的相似遗传通路。这一发现可以为解决药物滥用、成瘾和其他神经系统疾病提供新的策略。
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酒精的风险与回报
这项新研究测试了一个理论,即果蝇寻找酒精并非为了应对拒绝,而是为了提高它们的交配机会。
“在我们的实验中,我们展示了酒精摄入对雄性果蝇交配成功率的直接积极影响。其原因是酒精,尤其是甲醇,会增加性信息素的产生。这反过来又使饮酒的雄性对雌性更具吸引力,并确保更高的交配成功率,而醉酒的人类男性与女性的成功率可能值得怀疑,”该研究的首次作者 Ian Keesey 在一份新闻稿中说。
此外,他们发现甲醇——最能提高交配成功的酒精——在高浓度下也是致命的。因此,雄性果蝇必须权衡需要多少甲醇暴露量才能提高它们的交配几率而又不造成伤害。神经生理学研究揭示了三个维持吸引与厌恶之间平衡的神经回路,为黑腹果蝇提供了令人印象深刻的控制机制。
“不同神经通路对同一种气味有相反的反应,并且结合在一起根据生理状态来平衡吸引和厌恶,这是非常罕见的,”Keesey 在新闻稿中说。
与它们的酒精环境一同进化
在争夺配偶的进化之战中,胜过竞争对手是繁殖的关键因素。对于一个已经进化了数百万年并与它们喜欢的、富含微生物的酒精环境共存的物种来说,雌性根据雄性如何与该环境互动来选择雄性是自然而然的。
“这项研究为模型生物中的酒精吸引力提供了第一个全面解释,涵盖了从化学到生态学,从大脑到行为再到反向的各个方面。它还强调了在使用动物模型研究生理和行为过程时,考虑其自然行为和生态的重要性,”马克斯·普朗克研究所演化神经行为学系主任 Bill Hansson 在新闻稿中说。
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《科学进展》杂志。 酒精风险与回报的神经生态学:甲醇促进黑腹果蝇的信息素和求偶成功















