编译丨王聪
编辑丨王多鱼
排版丨水成文
在荷马史诗《伊利亚特》中，天后赫拉在准备引诱宙斯时，并没有从自己的容貌入手，而是从香水开始，她调制了一种特殊的仙油，其香气弥漫“天地之间”。“气味点燃欲望”这一观念至今仍令人着迷，但气味如何作用于人类大脑、驱动性吸引力，目前尚不清楚；数十年来科学家们寻找人类性信息素的努力，也未能提出令人信服的候选物。而昆虫则不然，其化学性信号已被充分阐明。
近日，Nature期刊发表的一项新研究，为性交流添上一块新拼图——该研究发现，食物气味对雄性果蝇的性兴奋至关重要，果蝇将这一线索与社会环境信息结合，从而进入交配状态。
该研究来自洛克菲勒大学，于 2026 年 11 月 4 日发表在了Nature期刊，论文题为：Ecological and social cues orchestrate concerted courtship in Drosophila。
该研究表明，直立果蝇的交配严格取决于它们在食物上高密度聚集所形成的生态与社会环境。食物气味直接促进雄性直立果蝇的性兴奋（性唤起），促使它们向异性的热烈求偶，进而在整个群体中引发动态互动，随之而来的视觉运动改变了每只雄性的视野，反过来进一步增强其性兴奋程度，形成一个多感官反馈回路，从而协调促进个体间的求偶行为。
这些研究结果强调了那些与性信号并无直接关联的环境线索能够深刻影响生殖行为，并重塑社会景观，从而确保交配发生在繁殖机会丰富的环境中。
果蝇与它们的食物（水果）之间有着紧密的联系。除了取食之外，它们也会在食物上相遇、争斗和交配。此前针对模式动物黑腹果蝇（Drosophila melanogaster）的研究表明，水果释放的气味信号会与其大脑中的信息素通路相整合，从而激发雄性的求偶行为。同样地，当食物存在时，雌性对雄性的接受度也会更高。
黑腹果蝇是一种广食性昆虫，能够以多种有机物质为食。而它的近缘物种直立果蝇（Drosophila erecta）则是一种专食性昆虫，已适应了主要依赖单一寄主果实——露兜树果实——来取食和交配。
在这项最新研究中，研究团队对这两种果蝇进行了比较，旨在探究食物环境如何影响交配行为。 他们推测，考虑到食物在果蝇生活中的核心地位，在进化历程中转向不同的寄主，应当会对行为产生显著影响。
事实也确实如此。研究团队将雄性和雌性果蝇分别放入实验场中，观察它们在有无食物条件下的行为。他们发现，这两个果蝇物种的行为差异显著：雄性和雌性黑腹果蝇在整个实验场中分散活动，而直立果蝇则被食物气味吸引，聚集在食物上。这些果蝇事先已经喂食，因此饥饿并非触发因素。相反，食物气味改变了直立果蝇群体的社会动态，并诱发了雄性直立果蝇的性兴奋和求偶行为。此外，在没有食物的情况下，直立果蝇不会交配。有趣的是，其他专门以特定食物来源为食的果蝇物种并未表现出这种行为，这表明环境如何塑造社会互动，是一种独立于单纯偏好而进化的特征。
接下来，研究团队仔细研究了雄性直立果蝇个体闻到果实气味时发生的行为转变。通过细致的行为追踪，他们发现，果实气味对雄性果蝇而言是一种“唤醒开关”（eye-opener）。一旦嗅觉信息传入蝇体，其视觉系统便会被激活，视觉对象的重要性也随之提升。雄性开始主动探索周围环境——这是一种社会性觅食行为——一旦找到雌性，便会展开热烈求偶。因此，果实气味会唤醒雄性，使其感官更加敏锐，并强化其寻找雌性的行为。
但雄性很少单独行动。当研究团队考察附近果蝇运动所产生的视觉运动对果蝇的影响时，他们在直立果蝇中观察到一个正反馈循环——果实气味使果蝇开始活动，这使视觉环境变得更加动态，进而提高其兴奋度。因此，果蝇之间会相互刺激，求偶行为在整个群体中不断升温。
食物气味会引发雄性直立果蝇的性兴奋
那么，这些果蝇大脑中究竟发生了什么呢？此前的研究已鉴定出驱动黑腹果蝇雄性求偶行为的脑回路，并已知视觉刺激与接触性化学感觉线索（来自通过接触感知的分子信号）会被整合以促进性兴奋。研究团队记录了这两个物种中与求偶相关的脑回路活动，结果与基于其行为作出的预测一致：在黑腹果蝇中，视觉是强烈的回路激活因素，且足以维持雄性的性兴奋；而在直立果蝇中，食物气味才是回路激活的关键，缺失这一气味时，雄性的性兴奋会迅速消退。
在这两个物种中，性兴奋状态都通过敏化对求偶追逐至关重要的视觉通路发挥作用，但研究结果表明，只有直立果蝇需要持续的嗅觉输入来维持求偶行为。在进化过程中，食物气味信息为何在这两个物种中受到不同权重的处理，并在直立果蝇中成为一道严格的感官闸门，仍有待发现。
这项研究与之前相关研究的不同之处在于，它提供了证据，表明食物气味作为一种“行为守门人”（behavioural gatekeeper），而不仅仅是一个辅助线索。这一区别改变了科学家思考行为进化的方式。相同的感官信号在这些果蝇中都被使用，但这些信号的层级权重已被重新调整，使其中一个线索成为后续行为程序的检查点。
由于直立果蝇只以露兜树果实作为寄主果实，其可获得性存在波动。这可能施加了强烈的选择压力，使交配与食物丰沛的罕见窗口期绑定在一起——因为食物丰沛的时刻也正式配偶出现的时刻。这些发现表明，性动机本身可以紧密耦合于生态机会，环境线索充当行为状态的外部调控者。这种一个感觉线索为其他线索打开通道的逻辑，让人联想到在寻找寄主的蚊子中观察到的一种机制：感知寄主呼出的二氧化碳是增强对热、气味和视觉线索的吸引力的必要条件。
目前还不清楚哪些神经元将食物信号传递至性回路，以及在该通路的哪个位置上阈值发生了改变。但神经科学家比以往任何时候都更有能力解答这一问题。鉴于雄性黑腹果蝇神经系统的完整接线图已经绘制完成，为近缘物种建立类似资源，并探索支撑行为差异的细胞与遗传变化，已近在咫尺。
论文链接：
https://www.nature.com/articles/s41586-026-11209-9
热门跟贴