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性生活會讓雌性果蠅變聰明?精液能提升雌性果蠅的記憶力

生物學常識告訴我們,精液是一種黏稠的液體混合物,它由精子和精漿組成,其中,精漿占精液體積的90%以上,裡面含有大量的果糖和蛋白質。

那麼,儲存在精液中的這些蛋白質,在交配時進入雌性的體內後,會不會對雌性產生什麼影響呢?

近期,國際頂級科學期刊《Science Advances》在線發表了一篇論文稱,在果蠅的性交過程中,雄性果蠅精子中的性肽(sex peptide)分子隨著精液進入雌性體內,該蛋白質會作用於雌性果蠅的腦部神經元,從而增強雌性果蠅的長期記憶力。

這篇論文的題名為《A sperm peptide enhances long-term memory in female Drosophila》,中文譯名《精子肽可以增強雌性果蠅的長期記憶力》,主要作者來自著名的法國巴黎文理研究大學(PSL)。

交配對大腦認知功能的影響

科學家們已經發現,哺乳類雌性動物在懷孕時期,生理和行為適應性會有顯著變化,同時,它們大腦功能的激素調節也會發生根本性變化。

然而,科學家們仍然沒有充分認識到交配對於大腦認知功能的影響。有部分學者指出,女性在懷孕期間會面臨記憶力和注意力等認知能力的下降,這是由於胎兒的發育需要大量的能量和資源,而女性珍貴的大腦認知功能在此時會被犧牲掉,以換來在懷孕期間母體和胎兒之間的能量供應平衡。

研究發現,在雌雄果蠅交配後,雌性果蠅的各種行為會發生改變,其中包括拒絕之後的交配伴侶、增加產卵量、改變睡眠和活動方式等。

那麼,是什麼造成雌性果蠅的行為異常呢?研究人員指出,這些行為變化是由精子中的性肽(sex peptide)所介導的,在交配過程中,性肽會隨著精液轉移到雌性的生殖道中。

精液會增加處女果蠅的記憶力水平

但是,除了可以影響雌性的行為,交配是否還會影響認知功能(例如學習和記憶能力)呢?。

研究人員發現,在果蠅群體中,從未交配過的雌性果蠅(處女果蠅)在長期記憶機制中有明顯的缺陷,但是交配後的雌性果蠅的記憶力會顯著增強,如下圖A所示。

接下來,為了測試果蠅的記憶性能,研究人員通過將氣味與電擊來配對,從而使得雌性果蠅產生厭惡的嗅覺記憶。其中,與大多數其他物種一樣,果蠅中長期記憶機制的形成也是取決於體內蛋白質的合成。

研究發現,如果雌性果蠅與體內沒有性肽的雄性交配,這些雌性果蠅會顯示出較低的長期記憶得分,甚至與處女果蠅相似,如下圖B所示。

隨後,研究人員向這些雌性果蠅體內注入合成性肽後發現,在24小時內,這些雌性果蠅的記憶力會提高到與正常交配雌性相同的水平,如下圖C所示。因此,科學家們證明了精子中攜帶的性肽分子會增加了雌性的長期記憶力。

交配機制給果蠅帶來的生存優勢

那麼,這個現象或這種交配機制對於果蠅有什麼好處呢?

作者認為,交配後長期記憶力的增加可能會提高雌性在產卵過程中的存活機會,並有利於選擇安全的產卵部位,並且這種現象可能還與大腦中厭惡性刺激和焦慮機制的感知有關。

另外,在正常交配後,雌性果蠅的食物攝入量會增加一倍,這凸顯出了雌性果蠅的能量需求。

作者表示,長期激勵機制的形成是十分昂貴的,並且這種機制會受到分子和細胞機制的保護,從而用於未來的行為選擇。

此外,作者還發現,強烈的交配動機可能是為了減少恐懼記憶的驅動,從而促進尋找交配伴侶的行為。

原來交配能給雌性帶來這麼多好處。那麼,人類也會是這樣嗎?

參考文獻:

https://advances.sciencemag.org/content/5/11/eaax3432

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