检查参与昆虫交配的化学物质

情人节快到了，空气中弥漫着爱意。或者在你皮肤上的蜡质涂层中，如果你是醋蝇。这就是苍蝇遇到在调节性吸引力方面发挥重要作用的信息素的地方。

苍蝇使用信息素来确保它们与同一物种的成员求爱和交配。由于新的苍蝇物种从一个共同的祖先中分离出来，但继续共享相同的环境，它们需要一种方法来快速多样化它们的信息素以抑制种间交配。当两个相关物种的成员不再相互吸引时，这有助于防止杂交。

但这比“她爱我，她不爱我”更复杂。

因为信息素的感知和产生是由不同的组织和细胞途径介导的，所以进化出新的交配信息素需要负责感知信息素的基因以及产生它们的基因的协调进化。

由圣路易斯华盛顿大学的YehudaBen-Shahar领导的iScience的一项新研究确定了性信息素产生和感知的遗传指令之间的联系。该研究是与加州大学河滨分校的JocelynMillar合作进行的。

研究人员报告说，一种名为Gr8a的蛋白质在雄性和雌性果蝇的不同器官中表达，并且似乎在交配决策中发挥抑制作用。研究结果指出了苍蝇可以设置行为障碍以防止与错误类型的伴侣交配的一种方式。

“交配信息素通常表现出快速进化，”文理学院生物学教授本-沙哈尔说。“因为信息素交流需要对在感觉神经元(化学感受器)中结合它们的蛋白质用作信息素的化学物质进行非常稳健和特定的结构识别，这意味着受体或信息素的主要分子变化会降低男性和女性之间的性吸引力。女性。”

Ben-Shahar和他的团队发现，Gr8a在苍蝇口器的组织中表达，包括长鼻，以及雄性和雌性前肢的味觉神经元。他们还在男性腹部的细胞中发现了Gr8a。这很重要，因为它为Ben-Shahar和他的团队提供了第一个提示，即先前被确定为感觉化学感受器的基因也必须具有非神经元功能。

“我们的研究结果为醋蝇的信号产生和感知如何联系在一起提供了一个相对简单的分子解释，”Ben-Shahar说。“一种单一的多效蛋白既可以作为感觉神经元中信息素的受体，也可以通过一种鲜为人知的过程促进雄性信息素产生细胞(卵母细胞)的产生。”

在Ben-Shahar和他的团队进行的一项实验中，科学家们采集了Gr8a受体突变的果蝇，并使用来自不同醋蝇物种的输入重组它们。这个实验表明，引入另一个物种的Gr8a足以改变动物的整体信息素概况。

科学家们仍未准确指出化学感受器如何影响信号的产生方式，但他们确实知道它会导致信息素的数量和质量差异。即使是信息素的微小变化也足以阻止密切相关的果蝇发现彼此有吸引力，并改变它们的择偶行为。

密切相关的物种如何进化和维持行为交配障碍的问题是一个对几个不同的基础和应用生物学研究领域有影响的问题。

“根据我们的观察，单个基因的突变可以为信息素通讯系统的进化提供分子途径，同时仍保持信息素与其受体之间的功能耦合，”Ben-Shahar说。“我们的研究揭示了信息素系统在新物种出现时快速进化的潜在途径。”