강렬한 조명 조건에서 수컷 초파리의 놀라운 행동

Jul 12, 2023

2023년 8월 28일 특집

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작성자: Stephanie Baum, Phys.org

Open Biology에 발표된 최근 연구에 따르면 강렬한 빛에 노출되면 수컷 초파리(Drosophila)의 구애 행동이 거의 즉각적으로 유발된다고 합니다. 놀랍게도 연구자들은 이러한 조건에서 남성-남성 및 남성-여성의 구애 행동을 모두 관찰했습니다. 초파리 사이의 수컷-수컷 구애 행동은 새로운 발견은 아니지만, 이 연구 결과는 강렬한 빛 노출이 특히 그것을 촉진한다는 것을 시사합니다.

아이오와 대학 생물학과, 아이오와 신경과학 연구소, 앨라배마 대학 생명과학과 소속 연구팀이 강렬한 조명이 켜진 시험장에서 수컷 초파리의 일반적인 행동을 관찰하면서 이 발견을 했습니다.

이전 연구에서는 미각, 후각, 시각 및 기계 감각 신호를 포함한 외부 소스의 내부 추진력, 이전 경험 및 감각 입력이 모두 Drosophila melanogaster의 수용적인 암컷에 대한 남성 구애 행동에 영향을 미치는 것으로 나타났습니다. 수컷 파리는 일반적으로 날개를 쫓고, 핥고, 펼치고, 이를 사용하여 궁극적으로 표적 암컷을 태우기 전에 구애 "노래"를 만드는 모습을 보여줍니다.

특정 유전자 조작을 포함하는 이전 연구에서 유사한 수컷-수컷 구애 행동이 돌연변이 파리 사이에서 나타났지만, 이 새로운 연구는 두 가지 다른 계통의 야생형 Drosophila melanogaster를 관찰하는 것으로 시작되었습니다.

조정 가능한 LED 조명, 마이크, 웹캠 및 파리 추적 시스템을 특별히 갖춘 경기장을 사용하여 팀은 파리의 행동을 관찰하기 위해 여러 실험을 실행했습니다.

수컷만 있는 그룹의 파리부터 시작하여 연구원들은 0.4킬로룩스(약어: klx, 일반 실내 조명 수준에 근접함)에서 2분의 노출 시간으로 시작하여 다양한 빛 강도 하에서 파리의 활동을 측정한 다음 18klx까지 증가시킵니다. 2분 더, 0.4klx에서 2분 더. 비 LED 광원의 효과를 테스트하기 위해 최대 강도 25klx의 백열등과 최대 90klx의 햇빛을 사용하여 유사한 테스트도 실행했습니다.

광원에 대한 실험에서 주목할만한 결과 중 하나는 두 계통의 파리가 빛이 켜진 후 몇 초 내에 구애 시도를 시작했으며 가장 밝은 빛 수준에 노출되는 동안 활동이 상당히 높아졌다는 것입니다. 연구진은 파리의 각 종에서 이전에는 다른 연구에서 돌연변이체에서만 볼 수 있었던 날개 확장, 쫓기, 그리고 파리가 일렬로 늘어서는 "연결" 행동을 관찰했습니다.

또한 파리는 남성과 여성의 구애 중에 만들어지는 노래와 유사한 특징을 지닌 남성과 남성의 구애 노래를 만들어 냈습니다. 연구에서는 노래 생성과 빛에 의해 유도된 날개 확장 사이의 관계를 지적합니다.

연구진은 고강도 빛 노출이 혼합 성별 그룹에서 유사한 구애 행동을 촉발하는지 여부를 추가로 테스트했으며 그 결과는 남성만 있는 그룹에서 관찰된 결과와 유사했습니다.

야생형 초파리에 대한 테스트를 실시한 후, 팀은 빛에 의해 유발된 수컷-수컷 구애에 어떻게 다양한 감각 시스템이 관련될 수 있는지 이해하려고 노력했으며 다양한 돌연변이가 있는 파리를 조사했습니다. 강렬한 빛에 노출된 완전히 눈이 먼 돌연변이들 사이에서는 구애 활동이 전혀 없는 것으로 나타났습니다. 자외선에 대한 R7 중앙 광수용체가 결여된 시각 장애가 있는(완전히 눈이 먼 것은 아님) 돌연변이체 역시 강렬한 빛 아래에서 남성-남성 구애를 나타내지 못했습니다.