一个基因彻底改变了这些果蝇坠入爱河的方式

在自然界中，大多数雄性果蝇通过快速振动翅膀产生声音模式或“求偶歌曲”来追求配偶。然而，暗腹果蝇 (Drosophila subobscura) 进化出了一种截然不同的策略：雄性会在求偶期间反刍食物并将其作为礼物献给雌性。这种行为在近缘物种如果蝇 (D. melanogaster) 中并不存在。

这两种果蝇物种大约在3000至3500万年前分化。它们都拥有一个名为“无果”(fruitless 或 fru) 的基因，该基因控制雄性的求偶行为，但它们采用了不同的策略——一个物种歌唱，另一个物种赠送礼物。研究人员发现了这种差异的原因：在赠送礼物的果蝇 (D. subobscura) 中，产生胰岛素的神经元与大脑中的求偶控制中心相连；而在歌唱的果蝇 (D. melanogaster) 中，这些细胞则保持未连接状态。

“当我们在歌唱果蝇的产生胰岛素神经元中激活fru基因以产生FruM蛋白时，这些细胞会长出神经突并与大脑中的求偶中心相连，从而创建了新的脑回路，首次在黑腹果蝇中产生了赠送礼物的行为，”该研究的共同第一作者、名古屋大学大学院理学研究科讲师田中凉也博士解释道。

研究人员将DNA插入暗腹果蝇胚胎中，培育出在特定脑细胞中具有热激活蛋白的果蝇。他们利用热量激活这些细胞群，并比较了反刍食物与未反刍食物的果蝇的大脑。他们鉴定出16至18个产生胰岛素的神经元，这些神经元制造雄性特异性蛋白FruM，聚集在大脑中被称为大脑间部 (pars intercerebralis) 的区域。

“我们的研究结果表明，新行为的进化并不一定需要新神经元的出现；相反，少数现存神经元的小规模基因重组可导致行为多样化，并最终促进物种分化，”来自日本国立研究开发法人情报通信研究机构 (NICT) 的共同第一作者原祐介博士指出。

“我们已经展示了如何将像婚礼赠礼这样的复杂行为追溯至其基因根源，从而理解进化如何创造出全新的策略来帮助物种生存和繁殖，”NICT的资深作者山本大介博士说道。

这项题为“通过操纵性别决定基因实现先天求偶行为的跨物种实施”的研究于2025年8月14日发表在Science期刊上，DOI为 10.1126/science.adp5831。它代表了由日本国立研究开发法人情报通信研究机构 (NICT) 的原祐介博士和山本大介博士领导，与名古屋大学研究人员合作完成的成果。

资助来源：

本研究获得了日本学术振兴会科研费补助金的支持："若手研究 (项目编号：19K16186, 21K15137)"、"基盤研究(A) (项目编号：21H04790)"、"学術変革領域研究(A)：階層的生体ナビゲーション学 (项目编号：22H05650, 24H01433)"、"基盤研究(C) (项目编号：23K05846)"。