果蝇---一个基因的罗曼史

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1、果蝇：一个基因的罗曼史碧声预定发表于《生命世界》杂志　　雄性果蝇那复杂而精巧的求偶行为，似乎是由一个基因控制的。这个fru基因决定着果蝇是情场高手还是不解风情的蠢汉，甚至决定着它是同性恋还是异性恋。　　　　没有果蝇的生物学，是一种难以想象的情景。将近一百年前，摩尔根开始在实验室里用香蕉喂养这些小东西，以射线、激光和化学物质等种种手段折腾它们，希望使它们发生变异。他那只著名的白眼果蝇，使基因与染色体的关系得以确立，遗传学因此迈出了关键的一步。此后，果蝇作为最理想的实验动物之一，对经典遗传学、发育生

2、物学、分子生物学等做出了许多重大贡献，近年来还涉足神经科学领域。例如，对果蝇某个基因的研究，为理解基因－神经－行为之间的关系提供了线索，还为“性”这个永远的热门话题带来新的研究思路——以及谈资。　　生物学的伴侣　　果蝇在生物分类学上属于昆虫纲双翅目，跟其他的只有一对翅膀的昆虫如蚊子、虻等是亲戚。实验室里养的果蝇是其中称为黑腹果蝇的一种，拉丁名为Drosophilamelanogaster。其中Drosophila的意思是喜欢露水，melanogaster的意思是黑色的肚子，指幼虫腹部的一条黑线—

3、—消化道。它们偏爱潮湿环境，以腐败的有机物为食，尤其喜欢水果。夏天的水果摊边，那些飞来飞去、只有约3毫米长的红眼小“苍蝇”，就是果蝇了。　　果蝇繁殖得很快，经历卵、幼虫和蛹等阶段发育为成虫，大约只需要10天，时间依温度高低有所不同。成虫爬出蛹后不到一天就可以交配，一只雌果蝇一生(也就是两个星期吧)可以产下几百甚至上千个卵。这种惊人的繁殖力，使当年摩尔根和他的学生们为了装下越来越多的果蝇而去偷附近居民家门口的牛奶瓶子，也使实验室培育和研究果蝇非常方便。　　与脊椎动物特别是哺乳动物相比，果蝇足够简单

4、，操作起来很容易。从另一角度看，它也有够复杂，很多基础生理功能与哺乳动物相似。在果蝇的1.3万个基因中，有60%与人的基因相似或相近，特别是那些关系到生长发育的重要基因。　　果蝇那小小的神经系统足以让它完成一些比较复杂的行为，比如觅食、求偶、学习、记忆，过着有昼夜节律的生活。动物的行为是非常复杂、难于量化的，而且易受环境影响。剔除环境因素，将行为还原到神经乃至基因上去，从果蝇这样的生物开始，是非常合适的。　　　　嗡嗡的唐璜　　果蝇是被观察得最彻底的动物之一，它们在科学家面前自然也没什么私生活可言

5、。雄果蝇求爱、雌果蝇作出回应，这其中的过程已经被描述得极其详尽，甚至拆分成精确的“分解动作”。　　这种大量繁殖、毫不珍贵的小飞虫，在性生活方面一点也不草率。在果蝇里，求爱主要是雄果蝇的事，雌果蝇只消被动地等待、选择、作出决定。雄果蝇可谓是有翅膀的风流浪子，善于彬彬有礼、温柔软款地向异性献殷勤，教对方难以抗拒。科学家说，雄果蝇这套复杂的求爱游戏可以分成6步，有着固定的程序和内容。雄果蝇伸出一只翅膀，以特殊方式振动，向雌果蝇唱情歌　　第一步是“尾随”，雄果蝇发现异性的存在，便追上去。然后“温柔的触碰

6、”，用前腿轻轻地敲打雌果蝇的身体，促使对方释放出信息素——昆虫的催情药。第三步是“唱情歌”，雄果蝇伸出一只翅膀，以特定的方式振动，发出特殊的声音。一只正常的雄果蝇，会花上两分钟来完成这前三个步骤。　　在这过程中，雌果蝇会躲避，但多数时候并不是真心逃走，只是一种试探和考查。许多雌性动物都会玩这种欲迎还拒、卖弄风情的把戏，它并不无聊，而有着重要的生物学意义：考验对方的身体状况，挑选比较健康的雄性来做自己未来孩子的父亲。　　第四步已经进入比较亲密的阶段，雄果蝇用它的长嘴舔雌果蝇的生殖器官。如此这般又是

7、两分钟之后，它作出试图交尾的动作。如果雌果蝇觉得对方还可以，就进入最后一步——真正的交尾。　　　徒劳无益的变异　　这一大套风流招数，雄果蝇生来就会，不需要学习。把雌雄果蝇分开培养，然后放到一起，它们马上就会进入角色，一点儿也不走样。这意味着，雄果蝇复杂的求偶仪式是“固化”在它们的神经——乃至基因里的。当然，果蝇的行为也会受环境因素影响，会由于愉快或痛苦的经验而有所改变。但比起更复杂的动物——比如说人——来，果蝇的性活动受基因控制的程度更深。　　这一点最初是在1963年偶然被发现的。当时，耶鲁大学

8、的KulbirGill在研究雌性不育的问题，他发现有一群基因变异的雄果蝇不仅追求异性，也追求同性，而且会回应同性的追求。而普通的雄果蝇不会主动追求同性，在被同性追求时会抗拒，拍着翅膀又踢又打。Gill为此把这个基因叫做fruity，即美国俚语里的“男同性恋”。普通雄果蝇(右)追逐雌果蝇；而fru基因变异的雄果蝇追求同性，有时它们会连成一条链子，每一只雄蝇都追求自己前面的那只雄蝇。　　由于fruity这个词粗俗无礼、有歧视意味，后来布兰代斯大学的JeffHall给该基因改名为fruitless，意