神經系統的簡單調整就能徹底重塑雄性蝴蝶的愛情生活。研究人員發現，一種神經變化會改變它們對特定翅膀顏色的吸引力，這是它們生存的關鍵因素。透過將遺傳變異與配偶選擇聯繫起來，科學家發現了行為演化的快速通道——為物種如何快速適應環境壓力提供了新的見解。

多態性蝴蝶的配偶偏好演化。這些白色的Heliconius cydno alithea 青衫黃袖蝶正在西番蓮藤上交配，但雄性可以選擇白色和黃色翅膀的雌性。 Nicholas VanKuren、Nathan Buerkle 和他們的合著者深入研究了配偶選擇行為的遺傳學和神經生物學，發現了與雄性偏好相關的基因組和眼睛的驚人變化。圖片來源：Wei Lu (  CC-BY 4.0  )

根據芝加哥大學的Nicholas VanKuren、Nathan Buerkle 及其同事的研究，一個微小的神經變化可以顯著影響雄性蝴蝶的交配偏好，從而推動其行為的快速進化。他們的研究成果於今日（3 月11 日）發表在《PLOS Biology》上，為蝴蝶配偶選擇背後的感官和遺傳機制提供了新的見解。

青衫黃袖蝶以其驚人的多樣化翅膀圖案和顏色而聞名，這些圖案和顏色可以作為對捕食者的警告。由於翅膀顏色對於生存至關重要，雄性蝴蝶已經進化出對翅膀顏色相同的雌性的偏好。然而，形成這些偏好的感覺和神經過程在很大程度上仍不清楚。

為了探索這一點，研究人員研究了兩種亞種Heliconius cydno蝴蝶，它們的翅膀上有黃色或白色的斑塊。他們確定了四個與翅膀顏色和配偶偏好相關的基因組區域，包括K 基因座，這是先前與其他Heliconius物種的這些特徵相關的關鍵遺傳區域。透過分析不同發育階段視網膜、視葉和大腦中的基因表達，他們確定了七個遺傳變異，這些變異不僅位於與配偶偏好相關的基因組區域，而且在黃色和白色翅膀的雄性中表達水平也存在顯著差異。

為了了解雄性蝴蝶如何感知翅膀顏色，研究人員檢查了蝴蝶的光感受器及其神經活動。他們發現，對綠色敏感的光感受器抑制了喜歡黃色翅膀雌性的雄性蝴蝶中大多數對紫外線敏感的光感受器的活動，但對其他蝴蝶的影響要弱得多。這種相對簡單的外周神經系統神經調節似乎會影響雄性對不同翅膀顏色的感知和反應，為交配偏好的轉變提供了生理基礎。

研究結果表明，蝴蝶的配偶偏好源自於感官訊息處理方式的差異。這表明雄性青衫黃袖蝶認為翅膀顏色匹配的雌性更有吸引力，而不僅僅是更容易被看到。作者說，光感受器之間的抑制關係很容易演化，這可能促進快速的行為演化。

作者補充說：“我們的研究產生了一幅令人驚嘆的圖景，展示了一種關鍵的視覺行為——配偶選擇——是如何被控制的，從眼睛中神經元之間的連接變化到整個基因組的遺傳變異。”

編譯自/ ScitechDaily