果蝇研究测量学习中的遗传变异

你活着，你学习 - 即使你是幼虫，特别是如果有一点震动。这听起来并不特别有吸引力，但对于研究普通果蝇幼虫的莱斯大学科学家和她的团队而言，这种震动非常重要。他们的策略帮助他们得出结论，自然和培育在确定人口行为方面确实合作。

水稻进化生物学家Julia Saltz和她的同事们研究了大约50,000只黑腹果蝇幼虫的习性，这些幼虫与人类一样，有能力感受诱人的气味，并且当它们与不愉快的经历相关时，可以避免它们。

研究人员发现，一些具有特殊遗传变异的基因型使用这些环境疼痛和快感线索来做出更好的蛹化决策。这项研究本月出现在美国自然主义者身上。

“自然和培育之间的旧对立表现出行为，无论是基因还是学习 - 但不是两者兼而有之，”作为生态和进化生物学的赖斯助理教授，Saltz说。“相比之下，遗传差异可能会影响个体与环境互动和学习的方式。”

研究人员研究了两种类型的行为可塑性 - 背景和发育 - 看看他们如何结合起来训练幼虫，这些幼虫最初被吸引到暗示食物来源的水果般的气味，然后给予他们许多人的冲击。躲开它。研究人员测量了来自单个群体的不同苍蝇基因型，发现苍蝇将气味与有害电击联系起来的能力存在遗传变异。

在超过800次试验中，Saltz和她的团队训练幼虫在一个放在培养皿一侧的滤纸盘上识别乙酸乙酯的水果气味。将具有石蜡油的中性盘置于另一侧。然后对幼虫进行“训练”以将气味与第二道菜中的轻微休克联系起来，并判断他们在五分钟或三小时后学会如何避免气味。

结果显示初始学习和3小时记忆之间没有差异，简化了由于遗传差异判断幼虫表现的任务。

最后，研究人员在另外364次试验中判断他们的受试者的“化蛹可塑性”，将漂浮的幼虫放在接近化蛹的餐具中，其底部有果汁或者没有果汁和干净的盖子可以逃脱。

效果不大，因为单独的实验表明，大约70%的幼虫在平原基质上化蛹，而在汁液注入的表面上只有50%，但这足以表明在休克试验中基因型之间的学习差异与遗传相关。化蛹可塑性的变化。

“更擅长学习避免气味的基因型也使用环境线索来微调他们关于蛹化的决定，更多的是学习成绩较低的基因型，”她说。“这些结果代表了这两种看似不同类型的行为变化首次被发现具有遗传相关性。”

Saltz说，确定学习与其他类型的行为灵活性之间的关系有助于研究人员预测动物如何改变其行为以应对环境变化，例如入侵物种的出现，以及理解学习如何演变。

“更广泛地说，个体与环境相互作用和对环境做出反应的方式的遗传变异突出了基因和环境的复杂方式 - 自然和培育 - 共同协调行为，”她说。

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