雄性果蝇可以说是昆虫界的花花公子。在追求雌蝇时,雄蝇会通过翅膀震动来跳舞和歌唱,以赢得她的青睐,希望与她交配。如果一切顺利,她一次可以产下多达500枚卵。
但直到这个月,果蝇交配和使卵受精的细节才变得更加清晰。利用尖端的3D扫描技术,康奈尔大学的研究人员通过用液氮将果蝇在交配过程中瞬间冷冻,拍摄了雌性生殖器官在性交期间和之后的内部情况。
这使得科学家们不仅能够看到交配过程中发生的事情,还能了解之后的受精过程。冷冻的果蝇使用X射线CT仪器进行扫描,其分辨率可以解析到人头发丝的五十分之一(范围在25到100纳米之间)。
这项发表在《美国国家科学院院刊》上的研究,深入探讨了排卵、卵子运动、精子射出和受精是如何协调的——所有这些细节都得到了详尽的研究。它还揭示了雄性精液如何促进卵巢和输卵管的生殖变化以帮助受精,特别是,揭示了雄性果蝇精液中的一种蛋白质负责松弛和拉直雌性的输卵管,以便她的卵子能够移出卵巢。
研究人员表示,体型较大的昆虫、动物甚至人类的精液在催化雌性生殖系统变化方面也表现出类似的机制。
“这些结果很重要,因为它们定义了特定的化学或细胞信号如何调节生殖道的形态——以及因此的功能,”康奈尔大学分子生物学和遗传学教授、该研究的作者之一Marina Wolfner在接受《康奈尔纪事报》采访时说。
扫描还显示了雄性如何骑上雌性以就位交配。雄性果蝇生殖器附近的腿部有尖刺的毛发,它们利用这些毛发抓住雌性,并巩固自己在交配位置上的稳定性。
但光靠尖刺的毛发不足以在果蝇被瞬间冷冻后将它们固定在一起。因此,研究人员使用了一个相当巧妙且便宜的工具来将它们固定在交配的位置上:其中一位作者用自己的头发丝将果蝇的脖子绑在一起。
这项研究不仅为科学提供了素材,也为任何设想的、全部由果蝇饰演的《五十度灰》改编提供了灵感。