Cell：面對多個(gè)雄性的求偶，雌性會(huì )如何選擇？

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作者：王聰來(lái)源：生物世界

2025-02-18

2025年2月13日，洛克菲勒大學(xué)研究人員在 Cell 發(fā)表論文，揭示果蠅配偶選擇受雄性競爭影響及相關(guān)神經(jīng)回路機制。

在許多物種中，雄性通過(guò)復雜的求偶行為來(lái)吸引雌性，同時(shí)也會(huì )與其他雄性競爭以排斥對手。雌性通常被認為是做出選擇的一方，因為它們在繁殖過(guò)程中承擔了更多的代謝成本。

然而，雌性如何評估不同雄性的表現并做出選擇，仍然是一個(gè)未解之謎。

2025 年 2 月 13 日，洛克菲勒大學(xué)的研究人員在國際頂尖學(xué)術(shù)期刊 Cell 上發(fā)表了題為：Male-male interactions shape mate selection in Drosophila（雄性-雄性相互作用塑造了果蠅的配偶選擇）的研究論文。

該研究揭示了果蠅在配偶選擇過(guò)程中，雄性之間的競爭如何影響雌性的選擇行為。

雄性之間的競爭

果蠅的雄性通過(guò)振動(dòng)翅膀產(chǎn)生特定的求偶歌曲來(lái)吸引雌性，但在自然環(huán)境中，雌性通常會(huì )面臨多個(gè)雄性的追求，形成競爭環(huán)境。

在這項最新研究中，研究團隊設計了多種行為學(xué)實(shí)驗，觀(guān)察雄性果蠅在競爭環(huán)境下的求偶行為和攻擊行為，通過(guò)高速攝像和聲音記錄，分析了雄性果蠅之間的相互作用以及雌性果蠅面對多個(gè)雄性果蠅求偶時(shí)的反應。

研究團隊發(fā)現，雌性果蠅在多個(gè)雄性競爭的情況下，無(wú)法明確區分究竟哪個(gè)雄性在“唱歌”。雌性果蠅主要依賴(lài)“求偶歌曲”作為信號來(lái)判斷是否有合適的配偶存在，而不是通過(guò)比較不同雄性的表現來(lái)做出選擇。

該研究還發(fā)現，雄性果蠅在求偶過(guò)程中會(huì )交替進(jìn)行求偶行為和攻擊行為。它們通過(guò)快速扇動(dòng)翅膀來(lái)排斥競爭對手，同時(shí)產(chǎn)生一種“干擾歌曲”（干擾歌曲與求偶歌曲在頻譜上有顯著(zhù)差異），干擾雌性對其他潛在配偶的聽(tīng)覺(jué)感知。這種干擾歌曲會(huì )掩蓋競爭對手的求偶歌曲，使得雌性難以分辨其他雄性的求偶信號。

研究團隊進(jìn)一步發(fā)現，雄性果蠅的求偶行為和攻擊行為由兩個(gè)并行的神經(jīng)回路節點(diǎn)調控：P1a 神經(jīng)元促進(jìn)求偶行為，而 pC1x 神經(jīng)元則調控攻擊行為。這兩個(gè)神經(jīng)回路節點(diǎn)使得雄性能夠在復雜的社交環(huán)境中靈活地交替進(jìn)行求偶行為和攻擊行為。

雄性果蠅的干擾歌曲通過(guò)改變雌性果蠅聽(tīng)覺(jué)通路的興奮-抑制平衡，干擾雌性果蠅對求偶歌曲的感知。雌性果蠅只有在某個(gè)雄性果蠅能夠暫時(shí)隔離她并單獨向她求偶時(shí)，才會(huì )接受該雄性果蠅的求偶。因此，雄性果蠅通過(guò)干擾雌性果蠅的聽(tīng)覺(jué)通路能夠增加自己的繁殖成功率。

這項研究表明，果蠅的配偶選擇不僅僅依賴(lài)于雌性的主動(dòng)選擇，還受到雄性之間競爭的強烈影響。雄性通過(guò)交替進(jìn)行求偶行為和攻擊行為，干擾雌性對其他雄性的感知，從而增加自己的繁殖成功率。該研究還揭示了調控這些行為的神經(jīng)回路機制，表明 P1a 神經(jīng)元和 pC1x 神經(jīng)元在雄性果蠅的社交行為（求偶行為和攻擊行為）中起到了關(guān)鍵作用。

研究表明