@ 2017.01.11 , 14:00
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蠕虫少年也会有叛逆的青春期

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叫孩子帮忙打过下手的人都会知道,不管小孩多聪明热心,都不如一个成年人来的好使唤。青少年们更加有能力,但如每个父母所知,青少年有时是很靠不住的。这种情况不光出现在人类社会,未成年与成年在行为和能力上的差异在整个动物王国都是存在的。

如今Salk研究所的科学家通过研究蛔虫发现,同人类一样,少年期的蠕虫大脑变得成熟稳重也要依赖控制行为的脑细胞的转变来完成。蠕虫少年脑子空空,这使得它们在未知的世界中能够灵活的生存下去,但是成年蠕虫的大脑驱使它们采取更有效率的行为。这项发现对洞悉神经结构对行为的驱动作用有重要意义,可以帮助人们更好地认识人类大脑及疾病。

“我们的研究表明,尽管幼虫和成虫都拥有相同的基因和神经结构,它们的觅食偏好和能力都截然不同,” Salk分子神经研究所的副教授 Sreekanth Chalasani说道“在蠕虫成年之后我们终于看到它找食物时变得更加有效率有能力。”

为了探索人类大脑发展而研究微型线虫似乎是一个很奇怪的切入点。前者有1000亿个神经元,后者仅仅有302个,线虫虽然是一种极其简单的微生物,但它的基本神经回路却和人类的的有很多相似之处。并且因为科学家了解成年蛔虫的神经解剖结构与功能的对应,他们的实验很容易进行,线虫的神经回路也易于追踪,这在人类身上却是是不可行的,这种方案会提供研究两种物种的大量有用信息。

举个例子,人类和蠕虫都会对二乙酰(大家所熟知的奶油爆米花味儿)有反应,这味道让你相信前方有食物,线虫也是这么想的。事实上蠕虫有一种叫做AWA的神经对这种气味很敏感。为了观察成虫与幼虫之间行为的差异,Salk的研究人员将成虫放在盘子中间,一边滴一些二乙酰,另一边则滴一些中和气味,在观察了些许日子之后,研究人员标识出了蠕虫的运动路径。

观察到的结果让研究人会员很惊讶:朝着二乙酰去的少年蠕虫全都步履徘徊,踌躇不决,而老道的成虫们显得更加果决,雷厉风行。

“稚嫩的蠕虫们像是焦虑叛逆的少年,”此论文的第一作者Laura Hale谈到。“它们的行为像是在说‘我知道我该怎么做,但是爷不乐意’。”

科学家们也测试了其他成虫们热衷的气味,但幼虫们对它们的喜恶千差万别。但是当科学家们测试一些它们唯恐避之不及的气味时,幼虫与成虫则表现地一样健步如飞,这表明幼虫的神经并不是出了问题,它们只是想法不同。

为了理解这种行为在神经层面上机理,该团队使用分子技术使让神经细胞在被特定气味激活时发出荧光。将成虫和幼虫放置在显微镜下的特制装置上,当气味飘进它们的鼻子时,观察嗅觉神经的活动情况。结果显示幼虫的AWA神经只对高浓度的二乙酰有反应;与之对应的,即使微量浓度的二乙酰也会使成虫产生反应。更令人吃惊的是,成虫有另外三个神经元也同时被激活(AWB,ASK和AWC),这表明成虫对这种气味的刺激有更复杂的反应。当该团队这三个二级神经元再做相同的实验时,成虫对二乙酰的反应与幼虫别无二致。这表明成虫行为的缘由是因为多个神经元的联合作用。

Salk团队认为幼虫喜好广泛使得它们能够在未知的世界中更加灵活地生存下去。如果他们偏执地热爱奶油爆米花味儿,而这种食物又实在短缺,他们就要饿着了。但是如果它们的喜好广泛一些,它们就不会挑食,捡到什么吃什么。而成虫知道它自己能找到什么样的食物,它们就更挑食并且更有效率和目的性的觅食。

“实验的结果支持了这样一种观点:漫长的进化中使得幼年动物具备能够学习多样技能的塑性;之后成年动物便有了一技之长,” Chalasani说道。“人和蠕虫一样,青少年不单单只是叛逆、难以捉摸,可能只是为了灵活地适应这个未知的世界。”

本文译自 sciencedaily,由译者 狗剩大魔王 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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TOTAL COMMENTS: 11+1

  1. 3365042

    ぺ灬蠕蟲彵侑他嘚頖縌期ル

    [100] XX [0] 回复 [0]
  2. 蒋海伦
    @8 months ago
    3365052

    蠕虫也是挺6的。

  3. RanAPTX
    @8 months ago
    3365067

    C. elegans 秀丽隐杆线虫,一般简称线虫。

  4. 3365076

    下一篇,蠕虫是如何交配的

    [17] XX [1] 回复 [0]
  5. 3365099

    没有这样设定的话,就没有进步,不年轻冒险的话,养成一个成年体再冒险而消耗的话,对种群损失太大。

  6. 3365154

    @Kek: 看到你的话 不知道为何总是很有喜感。。

  7. 无聊图选
    @8 months ago
    3365190

    文章用了蛔虫、微型线虫、蠕虫来指代实验动物,实际上正如@RanAPTX所说,秀丽隐杆线虫(线虫)是一种模式生物,它的全基因组都被解析,成熟的细胞数和生长过程中凋亡的细胞数都是精确已知的,所以用在各项研究中,而并非是随便选取了常见的蠕虫甚至多种蠕虫进行试验。
    还有大鼠(rat)小鼠(mouse)也是两种模式动物,把幼年大鼠或新生大鼠译成小鼠或是不了解rat/mouse指代有所不同也是生物医学报道常见的混乱。

    [13] XX [0] 回复 [0]
  8. 3365213

    @NEO: 青春期冒险活下来的才有机会延续血脉,总觉得像主动筛选

  9. 狗剩大魔王
    @8 months ago
    3365239

    @无聊图选: 受教了,原文的确用了好几个词,我可能有弄混的地方。翻译不好请原谅

  10. 3365273

    Exploration vs. Exploitation

  11. 3365315

    @cyan: 所以这样更便宜

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