任何生物的本能之一都是生存和繁衍,这种本能的生存方式已经产生了一系列的行为习惯。有机体的行为会随着环境因素和内部状态的变化而变化。这种行为的可塑性使生物体能够更好地适应不利的环境。任何行为的可塑性都是通过神经调节剂的作用来实现的,神经调节剂的作用可能与机体的生理状态相结合。在各种各样的行为特征中,进食被认为是脊椎动物和无脊椎动物中最基本的一种。果蝇的摄食过程包括一系列行为模块,这些行为模块最终导致食物的摄入。果蝇发生的一系列摄食行为模块包括寻找食物来源、化学感觉检测、开始进食、消耗,最后停止进食,整个过程的目的是达到饱足状态和能量稳态。果蝇摄食行为的可塑性是由内部代谢需求和外部相互作用决定的。
有机体避免有毒有害化学物质并从其环境中寻求营养物质的行为在其生长生存中起到了中心作用。环境线索是由果蝇身体各处存在化学受体来感知的。嗅觉和味觉在感知和传递环境信息方面起着至关重要的作用。在食物匮乏的情况下,果蝇需要通过嗅觉受体和嗅觉受体神经元感知并处理环境中食物散发出的气味线索,在这一过程中果蝇的NPF神经元起到了关键性的作用;感知食物存在的大量营养素和微量营养素都是通过味觉受体神经元(GRN’s)中表达的多种味觉受体(GRs)来感知的。这些GRN存在于感器状结构中,而感器状结构又存在于几种组织类型中。果蝇对四种不同的味道有四种不同的GRN类型:糖、水、低盐浓度和高盐浓度。
果蝇的摄食行为模块的灵活性在于通过相应的分子和细胞机制将内部生理状态与神经系统联系起来。已经鉴定出多种中枢效应途径,其报告饥饿和饱腹感状态并且拮抗性地调节摄食。例如,小神经肽F(sNPF)和corazonin都是促进消耗的肽。不同组的神经肽抑制摄食:Drosulfakinin(DSK)是在肠道释放的典型饱腹感信号。降低DSK的表达可使饥饿蝇的食物摄入量增加40%,并增加食用含有威慑物的食物的可能性。AstA神经元,DSK和Dilp如何将饱腹信号转变成果蝇的摄食终止行为尚不明确。神经调节调节的复杂性表明,喂食和终止喂养是受不同神经调节剂响应不同内部状态影响的拮抗作用。
果蝇的摄食行为作为先天性的行为之一,和其他几种先天行为如sexual behavior、睡眠、打斗行为有着密切的联系。目前已经阐明了摄食行为和多种行为之间的关系。例如,果蝇对食物气味的嗅觉感受会促进雄性果蝇的求偶和雌蝇的接受行为。增加果蝇对盐的摄取,会增加果蝇的产卵量等。果蝇对行为的抉择与输出是至今尚未解决的难题,阐明摄食行为与其他先天行为之间的关联,为理解和解决果蝇的行为抉择指明了方向。
目前对果蝇摄食行为的研究是多方面的,也存在着诸多亟待解决的问题。希望通过本次汇报让大家对果蝇的摄食行为的研究现状有一定的了解,为大家日后对果蝇摄食行为的研究提供一定的帮助。
By-苏祥彬
本次journal club的slides见附件