科學家發現嗅覺和化學感應演化過程中的意外轉折
今天(2月5日)發表在《自然-通訊》(Nature Communications)上的一項新研究揭開了果蠅感官進化的隱密世界。透過深入研究果蠅嬌嫩的鼻子和舌頭背後的基因和細胞,研究人員發現了這些微小昆蟲的感官如何適應不同環境的驚人秘密。
「想像一下,在一個世界裡,成熟的桃子對一隻蒼蠅來說嘗起來和聞起來都像辛辣的醋,而對另一隻蒼蠅來說卻像一陣夏日的氣息,」這項研究的主要作者、倫敦瑪麗皇后大學遺傳學、基因組學和基礎細胞生物學講師羅曼-阿圭略博士解釋。”我們的研究表明,這不僅是可能的,而且實際上很常見。”
研究團隊分析了六個不同果蠅物種的五個關鍵氣味檢測組織的基因表現模式。這種綜合方法使他們能夠比以往任何時候都更深入地研究嗅覺的分子基礎。
一個令人驚訝的發現是”穩定選擇”的普遍存在,這種力量使大多數基因在不同世代的表達水平保持不變。然而,在這片穩定的海洋中,研究人員發現數千個基因的表達發生了重大變化,形成了不同蒼蠅物種獨特的嗅覺景觀。
化感組織轉錄組的演化。圖片來源:Gwénaëlle Bontonou 等人/《自然通訊
阿圭略博士說:『這就像是在一片千篇一律的汪洋大海中發現了隱藏的多樣性島嶼。基因表現的這些變化告訴我們新氣味、新敏感性的進化,甚至是利用氣味導航世界的新方法。”
這項研究也揭示了兩性之間耐人尋味的差異。在果蠅和許多其他動物中,雌雄常常透過不同的嗅覺鏡頭來感受世界。研究人員在黑腹果蠅的前肢發現了令人驚訝的過量雄性偏向基因表達,這表明這些前肢在雄性特異性氣味檢測中起著至關重要的作用。
這些發現為了解性別差異如何演變以及它們如何影響動物行為開闢了令人興奮的新途徑。它對感官系統如何演化的一般原理提供了寶貴的見解,為了解包括人類在內的其他動物如何感知其化學環境提供了線索。
編譯來源:ScitechDaily