今日《自然》研究解密：愛的主打歌，她什麼時候聽了會火熱？

飲食男女，不光是人生大事，更是整個動物界的頭等大事。頂尖學術期刊《自然》今日在線發表了一篇關於求偶的研究論文。熱衷於窺探大腦秘密的神經科學家以果蠅為模型，向我們揭示了雌性動物做出是否接受求偶對象的重要決定時，大腦裡發生了些什麼。

圖片來源：123RF

「以果蠅為例，求偶的研究通常側重於雄性，因為它們擁有一系列明顯的求偶動作，比如『唱情歌』（courtship songs）——振動翅膀發出特殊的聲音。但實際上，我們不能忽略雌性，因為求偶過程需要兩性的共同參與。」這項研究的共同第一作者王開宇博士介紹，「而雌性通常是最終做抉擇的一方，一旦決定交配，它們就需要負擔很多事，包括孕育、繁殖後代，等等。」

在這項研究中，科學家們就把關注點放在了雌性果蠅身上：當它們聽到雄性的情歌時，大腦會如何處理信息，並且在什麼情況下會被打動，做出準備交配的動作？

▲這項研究的共同第一作者和通訊作者（圖片來源：HHMI官網）

領導這項工作的是霍華德·休斯醫學研究所（HHMI）Janelia Research Campus的Barry Dickson博士。這支團隊在先前的工作中，已經利用多種遺傳學工具和成像技術等，識別出雌性果蠅在交配前後有兩種大腦狀態。

「我們發現，雌蠅交配過以後，從雄性體內傳遞給雌性的特殊短肽類物質，會改變雌蠅大腦的活性，導致它們在面對異性的求偶時，有了與交配前截然不同的行為反應。」王開宇博士解釋道，「那些『名花有主』的雌果蠅聽了情歌后無動於衷，甚至主動拒絕。換句話說，它們現在滿腦子思考的已經是生兒育女的事了。」

（圖片來源：研究作者提供）

▲雌性果蠅的腦中有一對特殊的神經元vpoDN，負責控制雌蠅做出準備交配的動作，但對於一隻近期剛交配過的雌蠅來說，聽到情歌后，這對神經元不會有明顯的反應

不過，雌性果蠅自身的交配狀態還只是影響它們「交配抉擇」（mating decision）行為的第一個因素。即使對於「待字閨中」的雌性果蠅來說，在聽到不同雄蠅的情歌后，大腦也還需要做出分析，從中聽出點好壞來才能做決定。而這其中，最關鍵的信息是對物種的辨別。

研究人員使用了8種不同果蠅的情歌，每首歌裡找出有代表性的幾個片段，分別播放給雌性的黑腹果蠅（Drosophila melanogaster）。他們發現，只有同為黑腹果蠅的雄性，其情歌片段能夠激活這些雌蠅腦中控制交配抉擇的神經細胞（簡稱vpoDN）。

這意味著，不同物種所唱的情歌，在雌蠅聽來就像使用了不同的語言，唯有同類的情歌才能成為「愛的主打歌」。顯然，這種辨別能力在演化上是必需的，因為如果浪費時間與非同類交配，它們無法產生後代。

（圖片來源：研究作者提供）

▲對於尚未交配過的雌性果蠅，vpoDN的活動還取決於雄性情歌中根據頻率等特徵所編碼的物種信息

這些信息總結在一起，研究人員發現，雌性的大腦整合了來自兩條不同神經環路的信息：一組處理內部信號，這些信號編碼雌蠅自身的交配狀態；另一組負責處理外部信號，評估雄性的情歌質量，確定對方和自己屬於同類，以及對方有足夠的魅力。

最終，當雌性做出接受求偶的決定後，神經系統向身體發出信號，做出相應的行為（vaginal plate opening），表明自己已做好準備。「由此，我們幾乎鑑定出了參與控制雌蠅交配抉擇的核心神經環路。」研究人員說。

（圖片來源：研究作者提供）

▲雌性果蠅大腦中，四種類型的神經元分工處理來自外部和內部的不同信號，整合後做出最終決定

「所有這些結果告訴我們，要獲取雌性動物的芳心至少有兩點很重要，首先確保對方還是單身，然後展現出自己是個有吸引力的合適伴侶。」共同第一作者汪菲博士總結說。

「果蠅裡控制這一切的神經環路簡潔明了。」王開宇博士感慨道。「當然，對於人類來說，事情就複雜了……」

內容來源：學術經緯

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