大多数动物都有 24 小时生物钟。这只甲虫打破了所有规则。
随着地球的转动,我们的生理时钟也在转动。日光使一连串的计时分子保持同步,因为它们在我们的身体中进行调节性舞蹈,有时与性激素合作,有时独自跳华尔兹,但始终处于领先地位。
由加州大学戴维斯分校领导的一项令人惊讶的研究现在发现了以完全不同的曲调跳舞的计时分子。
在大型黑色金龟甲虫中(Holotrichia parallela(平行蚴)),一种圣甲虫,性激素似乎起主导作用,并创造了一种循环超过 48 小时的内部节奏,而不是典型的 24 小时时钟。
因为这个奇怪的内部时钟开始和结束的时间是昼夜节律周期的两倍,所以它被称为“大约”双滇的节奏。
虽然一个很少的动物行为已知与昼夜节律周期保持一致,包括人类、蚊子和甲虫的昼夜节律,产生这个周期的机制是一个持续的谜。
“在自然界中观察到48小时的节律是罕见的,”说加州大学戴维斯分校(University of California, Davis)的昆虫学家乔安娜·邱(Joanna Chiu)没有参与这项研究。“Leal教授及其合作者的这项优雅研究为我们提供了关于这种甲虫中信息素检测的昼夜节律是如何产生的深入描述。
臭名昭著严重的农业有害生物在亚洲,这种幸运的圣甲虫每隔一晚就可以享受一个约会之夜。在这些夜晚,雌性从舒适的土壤房屋中出现,爬到很高的高度(就像一株小花生植物),用诱人的信息素(称为 l-异亮氨酸甲酯 (LIME) 和 l-芳樟醇)召唤它们的配偶。
雄性对这种香水的反应就像发条一样,根据中国农业科学院的细胞生物学家Yinliang Wang及其同事的说法。
首先,研究小组鉴定了甲虫的性信息素受体,并通过其分子产物和电图电图测量甲虫触角的反应。为了进行比较,研究人员还测试了甲虫对植物挥发性的反应。
虽然甲虫受体单独对LIME和l-芳樟醇都有反应,但当两种信息素结合在一起时,就会产生最强的信号。
触角的这种双重反应在化学和电信号中显示出相同的双夜(24小时)模式,而甲虫对植物挥发物的反应没有循环。
结果令人费解,因为生物周期通常与外部环境提示,例如光线或温度。但是没有已知的自然周期可以坚持 48 小时。
“昼夜节律减少了交配机会,但最大限度地减少了捕食,”Wang和团队在他们的论文中解释.“然而,平行 H. parallela在已知的捕食压力下。
先前的研究表明那虽然黑暗不会破坏这个循环,光仍然发挥着一些作用,因为去除它们的视瓣会使甲虫不同步。
因此,似乎存在“在时钟细胞和行为指令神经元之间的电路中将时钟周期加倍的某种机制,”该团队总结.
在某些时候,不利的条件一定有利于甲虫,将它们限制在每两天出现一次。但是,究竟是什么导致他们的身体对如此独特的曲调做出反应,仍然是一个耐人寻味的谜团。
这项研究发表在当前生物学.