強い光条件下でのショウジョウバエの雄の驚くべき行動

2023年8月28日の特集

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ステファニー・ボーム著、Phys.org

Open Biology に掲載された最近の研究では、強い光にさらされると、雄のショウジョウバエ (ショウジョウバエ) ではほぼ瞬時に求愛行動が引き起こされることが報告されています。 驚くべきことに、研究者らは、これらの条件下で雄同士、および雄同士の求愛行動の両方を観察した。 ショウジョウバエの雄同士の求愛行動は新しい発見ではないが、今回の研究結果は、強い光への曝露が特異的に求愛行動を誘発することを示唆している。

アイオワ大学の生物学部とアイオワ神経科学研究所、アラバマ大学の生物科学部のメンバーを含む研究チームは、強烈に照らされた実験場で雄のショウジョウバエの一般的な行動を観察しながらこの発見をした。

これまでの研究では、内部の衝動、過去の経験、外部ソースからの感覚入力（味覚、嗅覚、視覚、機械感覚信号など）がすべて、キイロショウジョウバエの受容的なメスに対するオスの求愛行動の要因となっていることがわかっている。 オスのハエは通常、追いかけたり、なめたり、羽を伸ばしたりするショーを行い、最終的に標的のメスに乗り込む前に、羽を使って求愛の「歌」を作ります。

同様の雄同士の求愛行動は、特定の遺伝子の操作を含む以前の研究で変異ハエの間で見られたが、この新しい研究は、2つの異なる系統の野生型キイロショウジョウバエの観察から始まった。

調整可能な LED 照明、マイク、ウェブカメラ、ハエ追跡システムを特別に備えたアリーナを使用して、チームはハエの行動を観察するために複数の実験を実行しました。

研究者らは、雄のみのグループのハエから始めて、0.4キロルクス（略称：klx、通常の室内照明レベルに近い）で2分間の曝露時間から始めて、18キロルクスまで増加させて、さまざまな光強度の下でハエの活動を測定した。さらに 2 分、0.4 klx でさらに 2 分。 LED 以外の光源の影響をテストするために、ピーク強度 25 klx の白熱光とピーク強度 90 klx の太陽光を使用して同様のテストも実行しました。

複数の光源にわたる実験の注目すべき結果の中で、両方の系統のハエが光が点灯してから数秒以内に求愛行動を開始し、最も明るい光レベルにさらされている間、その活動が大幅に高まったことが挙げられます。 研究者らは、ハエの各系統で、これまで他の研究では変異体の間でのみ見られた、羽を伸ばしたり追いかけたり、ハエが列を作る「連鎖」行動を観察した。

ハエはまた、雄と雌の求愛中に生成される歌と同様の特徴を持つ雄と雄の求愛歌を生成しました。 この研究では、歌の生成と光によって引き起こされる羽の伸長との関係に注目しています。

研究者らはさらに、高強度の光への曝露が男女混合グループでも同様の求愛行動を引き起こすかどうかをテストしたところ、その結果は男性のみのグループで観察されたものと同様でした。

野生型のハエでテストを行った後、研究チームは光によって引き起こされる雄同士の求愛にさまざまな感覚系がどのように関与しているかを理解しようと努め、さまざまな突然変異を持つハエを調べた。 強い光にさらされた完全に盲目の変異体では、求愛活動が見られませんでした。 紫外線に対する中央光受容体R7を欠損した視覚障害のある（ただし完全に盲目ではない）変異体も、強い光の下では雄同士の求愛行動を示せなかった。