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ハエはセックスよりも摂食を優先する
交尾と摂食の機会を断たれたハエはは、交尾より接触を優先する事が明らかになりました。餌の質などにも影響を受け、悪い餌を拒絶して交尾を選択する事もあります。また、飢餓状態になる非接触開始15時間後は、交尾を優先します。
The team discovered that mating was consistently overridden by hunger in flies that were starved, with the behavioural tipping point occurring after about 15 hours of starvation.
参照元:https://www.birmingham.ac.uk/news/latest/2021/07/food-or-sex-fruit-flies-give-insight-into-decision-making.aspx
– バーミンガム大学 University of Birmingham. 05 Aug 2021 –
バーミンガム大学の研究者らは、ミバエを使ってこの行動上の対立を研究した結果、両方を奪われた個体は、セックスよりも食べ物を優先する可能性が高いことがわかりました。
Current Biology誌に掲載された新しい研究では、摂食か交尾かという重大な選択を迫られたときに、ハエの脳内で引き起こされる正確な神経細胞インパルスが特定されました。
ショウジョウバエは、より複雑な脳の働きを解明するための神経科学研究によく用いられます。
これは、ショウジョウバエが記憶や学習などの複雑な行動を示す一方で、10万個程度のニューロンを持つ比較的単純な脳によって制御されているためです。
これに対し、人間の脳には約860億個の神経細胞があります。
バーミンガム大学の研究チームリーダーであるCarolina Rezaval博士は説明します。
「私たちは、ある目標を他の目標よりも優先しなければならないような、相反する状況にさらされることがよくあります。自然界の動物であれば、餌をとるか、交尾をするか、資源を奪い合うかの選択を迫られることになります。動物はどのようにして自分の行動を把握しているのでしょうか?」
「ショウジョウバエは、脳内で重要な行動決定がどのように行われているかを理解するのに最適な実験系です。私たちは、行動を指示する神経要素を非常に高い解像度で特定し、その基礎となるメカニズムを解読することができます。」
レザバル博士の元修士課程の学生で、本研究の主要な貢献者の一人であるシェリー・チェリヤンクンネル氏は補足します。
「研究者が研究室で得た知識によって、多くの種に共通しているかもしれないが、哺乳類の実験系では研究が困難な意思決定の基礎となるメカニズムが明らかになるかもしれません。」
今回の研究では、オスのハエを餌とメスの両方から遠ざけた後、両方を選択できるようにしました。
研究チームは、飢餓状態にあるハエでは、交尾は常に空腹感に勝ることを発見し、行動の転換点は飢餓状態の約15時間後に発生したそうです。
研究チームは、いったん餌を与えると、オスのハエが求愛に目を向けることを発見した。
場合によっては、わずか数秒のうちに求愛に目を向けることもありました。
研究チームは次に、遺伝学的手法を用いて、脳内の神経細胞に蛍光マーカーを標識にしました。
さらに、少数のニューロンのスイッチを入れたり切ったりして、行動への影響を調べました。
これらのツールを使って、ハエの脳は、相反する選択肢があるときにどのように反応し、その中からどのように選択するのかを調べました。
研究チームは、オックスフォード大学のスコット・ワデル教授の研究室と共同で、二光子カルシウムイメージングという手法を用いて、生きたハエの脳内のニューロンをモニターしました。
これにより、ハエが何を優先すべきかを決定する際に脳内で活性化したニューロンを特定することができました。
Rezaval博士は説明します。
「食べに行くか、交尾に行くかを指示するニューロンは、基本的に互いに競合しています。食べる必要性が最も高い場合は、摂食ニューロンが優先され、飢餓の脅威が少ない場合は、繁殖の衝動が優先されます。」
研究者たちはまた、行動の選択は絶対的に固定されたものではなく、状況によって影響を受けることを発見しました。
例えば、ハエのエネルギーが不足しているときには給餌が優先されるが、この判断は餌の質にも影響される可能性があり、ハエは空腹であっても悪い餌を拒絶して交尾を選択します。
例えば、捕食者から逃げるか餌を食べるかをどのように判断するのか、メスのミバエが同じような選択を迫られたらどうするのか、などです。
このような洞察は、脳における複雑な意思決定のイメージを構築するのに役立ちます
脳の一般的なメカニズムを知ることで、より複雑な脳の働きや、脳内の意思決定プロセスに影響を与えることが知られている依存症、パーキンソン病、アルツハイマー病などの症状で何が起きているのかを理解することができるようになります。
本研究は、英国バイオテクノロジー・生物科学研究評議会(UK Research and Innovationの一部)、ウエルカム財団、英国王立協会から資金提供を受けています。
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