有毒水果可增加果蝇Sechellia蝇的繁殖力

巴戟天果实，也称为诺丽果，含有有毒酸。但是，该果实是果蝇果蝇的唯一寄主，它们不仅完全以诺丽果为食，而且还在果实上产卵。

在一项最新研究中，马克斯·普朗克研究所的研究人员发现，rin树有毒果实中的多巴胺前体会增加果蝇果蝇的繁殖力。

在进化过程中，动物已经适应某些食物来源，有时甚至适应了实际上有毒的植物或水果。这种自适应机制背后的驱动力通常是未知的。现在，德国耶拿市马克斯·普朗克化学生态研究所的科学家们发现了为什么果蝇果蝇能够适应马林达树的有毒果实。果蝇的果蝇将这些卵产在这些果实上，并携带一个抑制卵子产生的基因突变。苍蝇的L-DOPA（多巴胺激素的前体，控制生育能力）水平非常低；有趣的是，morinda果实中含有大量的L-DOPA。用L-DOPA喂食的果蝇可以弥补遗传缺陷，并大大提高其繁殖成功率。相同的基因突变也有助于提高果蝇对果实中产生的有毒酸的抵抗力，并杀死所有其他果蝇物种。

果蝇Schellia是与果蝇黑色果蝇密切相关的果蝇。它是印度洋塞舌尔群岛的特有种，也是唯一的寄主，Morinda citrifolia的专家。蝇rin树的果实强烈吸引着苍蝇：它们以果实为食，而雌鸟则更喜欢在这些树上产卵。与成熟的mo虫果实接触会杀死其他果蝇种类。

果蝇果蝇的卵比其他果蝇产的卵少。因此，很难在实验室中饲养该物种。但是，如果为这些果蝇提供mo林果或这些果中的化学物质，则雌性的生育能力会大大提高。

Sofia Lavista Llanos，Bill Hansson及其同事在德国耶拿市马克斯·普朗克化学生态研究所的进化神经伦理学系中发现了为什么果蝇果蝇如此依赖其寄主植物的有毒果实。饲喂试验表明，果蝇饲喂mo兰果饮食而不是典型的实验室饮食时，果蝇的产卵量是其的六倍。

果蝇中的卵的产生受激素多巴胺的控制。多巴胺缺乏症会减少卵巢大小和产卵量。在果蝇果蝇中，科学家发现多巴胺生物合成所需的前体化合物含量比其他果蝇物种中的含量低得多。这种多巴胺的前体是L-DOPA，是一种化学药物，可用于治疗帕金森氏病。如果在饮食中添加L-DOPA，则果蝇的果蝇卵比不使用这种药物的卵子要多得多。如果将多巴胺本身添加到食品中，则无法实现此效果。当分析显示morinda包含L-DOPA时，科学家们并不感到惊讶。

与其他果蝇物种的遗传比较显示，果蝇雪松在名为Catsup的基因中携带一个突变。这种突变抑制了雌性卵的产生。“当我们在果蝇果蝇模型物种中突变Catsup基因时，突变果蝇显示出与果蝇果蝇相同的特征：他们产生的卵减少了，并积累了一种酶，这些酶使正在发育的卵内产生L-DOPA。”另一方面，Catsup突变使果蝇对果the果实的有毒酸具有更高的抗性。在果蝇中，早期的抗性部分是由于Catsup突变使果蝇卵生卵而实现的，这意味着雌性产下具有保护性皮肤（角质层）的高级胚胎，从而保护后代免受宿主植物的毒性环境的侵害。Catsup突变还导致果蝇Sechellia胚胎的较大，几乎是其他果蝇的胚胎的三倍。科学家表明，这可能增加了它们在mo兰上的孵化率，这可能是由于胚胎缓冲能力增强所致。

果蝇通常被低水平的果味吸引，但是高浓度的果味却排斥它们。果蝇果蝇并非如此：“正如我们在较早的研究中显示的那样，这些果蝇显示出对极高浓度的mo虫气味的持续吸引，而不会被排斥，”比尔·汉森说。科学家表明，向易受侵害的果蝇物种喂食多巴胺有助于他们应对mo虫的毒性作用。现在他们想知道多巴胺是否也影响果蝇对唯一寄主的强烈吸引力。

多巴胺合成中涉及的酶在无脊椎动物和脊椎动物中跨物种边界保守。果蝇可以作为研究多巴胺代谢的有用的遗传模型生物。它与果蝇（Drosophila melanogaster）的密切关系是一个巨大的优势，因为它提供了50多年的累积知识。多巴胺缺乏症的病因和影响在医学研究中尤为重要：多巴胺是一种重要的神经递质，可控制人体的生理过程。低水平的“愉悦”激素多巴胺会导致疲劳和沮丧。帕金森氏病患者的多巴胺水平也非常低。果蝇与L-DOPA缺乏症相关的遗传和生化过程的基础知识也可能有助于理解人体内的多巴胺代谢。

出版物：SofíaLavista-Llanos等人，“多巴胺驱动果蝇对果蝇的适应，使其适应有毒宿主，” eLife，2014，3：e03785； doi：10.7554 / eLife.03785

图像：安娜·舒罗尔（Anna Schroll）