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果蝇:一个基因的罗曼史 情场高手还是不解风情

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雄性果蝇那复杂而精巧的求偶行为,似乎是由一个基因控制的。这个fru基因决定着果蝇是情场高手还是不解风情的蠢汉,甚至决定着它是同性恋还是异性恋。

  没有果蝇的 生物 学,是一种难以想象的情景。将近一百年前,摩尔根开始在实验室里用香蕉喂养这些小东西,以射线、激光和化学物质等种种手段折腾它们,希望使它们发生变异。他那只著名的白眼果蝇,使基因与染色体的关系得以确立,遗传学因此迈出了关键的一步。此后,果蝇作为最理想的实验动物之一,对经典遗传学、发育 生物 学、分子生物学等做出了许多重大贡献,近年来还涉足神经科学领域。例如,对果蝇某个基因的研究,为理解基因-神经-行为之间的关系提供了线索,还为“性”这个永远的热门话题带来新的研究思路——以及谈资。

<center>fru基因会在雄蝇脑部建立一个“求爱”的回路(绿色部分),它可以使雌果蝇对同性展开追求(小图)</center>

   生物学的伴侣

果蝇在生物分类学上属于昆虫纲双翅目,跟其他的只有一对翅膀的昆虫如蚊子、虻等是亲戚。实验室里养的果蝇是其中称为黑腹果蝇的一种,拉丁名为Drosophila melanogaster。其中Drosophila的意思是喜欢露水,melanogaster的意思是黑色的肚子,指幼虫腹部的一条黑线——消化道。它们偏爱潮湿环境,以腐败的有机物为食,尤其喜欢水果。夏天的水果摊边,那些飞来飞去、只有约3毫米长的红眼小“苍蝇”,就是果蝇了。

果蝇繁殖得很快,经历卵、幼虫和蛹等阶段发育为成虫,大约只需要10天,时间依温度高低有所不同。成虫爬出蛹后不到一天就可以交配,一只雌果蝇一生(也就是两个星期吧)可以产下几百甚至上千个卵。这种惊人的繁殖力,使当年摩尔根和他的学生们为了装下越来越多的果蝇而去偷附近居民家门口的牛奶瓶子,也使实验室培育和研究果蝇非常方便。

与脊椎动物特别是哺乳动物相比,果蝇足够简单,操作起来很容易。从另一角度看,它也有够复杂,很多基础生理功能与哺乳动物相似。在果蝇的1.3万个基因中,有60%与人的基因相似或相近,特别是那些关系到生长发育的重要基因。

果蝇那小小的神经系统足以让它完成一些比较复杂的行为,比如觅食、求偶、学习、记忆,过着有昼夜节律的生活。动物的行为是非常复杂、难于量化的,而且易受环境影响。剔除环境因素,将行为还原到神经乃至基因上去,从果蝇这样的生物开始,是非常合适的。

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