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Lab Show七夕番外丨看澳门新萄京官方网站科学家的爱情脑回路有多“野”

来源:公共事务部 发布时间:2019-08-07 作者:李凯娜、张弛

柔情似水,佳期如梦

一年一度鹊桥相遇

在这个特殊的日子

情侣们一般都做什么

送花吃饭 打情骂俏


来点新鲜的吧

天雷勾动地火的日子啊

你侬我侬背后到底有什么

看看科学家对爱情的奇思妙想


男男女女都是谜

“七夕”存在的意义,首先在于这个世界有男女之别。这是一个非常有趣的生物学现象。为什么人一定有男女之别、动物一定有雌雄之分?是哪只魔力之手决定了性别的产生?

染色体!OK,许多物种的确是由染色体决定性别的,包括我们人类,男性的染色体组成为XY,女性的染色体组成为XX;在鸟类中,也有Z、W两条不同的染色体,雌性为ZW、雄性为ZZ。

然而,在新葡萄京娱乐场PI唐鸿云眼里,决定“男人”之所以是“男人”,除了染色体外,还有一些神奇的因素。比如,周围的温度或营养条件。

例如巴西红耳龟,它性别的产生就受到温度的影响,无论是哪颗胚胎,在26℃时,就会长成“男的”,在32℃时,就会变成“女的”。

你一定会问,那如果温度在26-32℃之间呢?唐鸿云两手一摊说:有“男”有“女”!

非左即右,这个神奇的世界,并不是这么单一而无趣的。在唐鸿云实验室中,还有一种神奇的动物,体内同时存在染色体和环境这两种性别决定系统:秀丽隐杆线虫。唐鸿云用了一连串词汇来形容它:“powerful”、“unique”、“elegant”……简直像在说他的“女神”。

成熟的线虫大概一毫米大小,养在6厘米的平板上,喜欢潮湿的环境,喜欢吃大肠杆菌,平均寿命在3个星期左右。

我们先来看看染色体是如何影响线虫的性别的——
线虫体内只有一种性染色体,就是X染色体。线虫是由X染色体的数量来决定性别的。当有2条X染色体时,发育为“雌雄同体”,既可以产生卵细胞,也可以产生精子;当只有1条X染色体时,线虫就是雄性的了。

奇妙的“XY”?其实这是显微镜下的线虫生殖腺。


但为什么有的特殊雄性线虫可以产生卵细胞呢?这就与环境有关了。

在“有吃有喝”营养很好的条件下,这些雄性线虫产生精子;而如果营养条件差,经历了饥饿后,这些特殊雄性线虫则会产生卵细胞。

奇妙吧?

这是上世纪80年代科学家就发现的现象。但没有人知道背后的原因。唐鸿云在霍华德休斯医学研究院从事博士后研究时,就“着迷于此”,最终揭开了“谜底”。

“其实线虫体内的脂肪酸,才是营养影响性别的关键因素。一般而言,高水平脂肪酸促进线虫产生卵细胞,当脂肪酸降低时,会转向精子的产生。”这一发现首次揭示了脂肪酸分子在性别决定中的关键调控性作用。

现在,唐鸿云正在研究温度是否也会影响到线虫的性别。

这与人的性别有啥关系?传说中的飞行员生女儿的多,是否也与环境有关?

不知道!“现在的研究还没有进行到这一步”,唐鸿云说。但谁说没有可能呢?


选来选去真有趣

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有了性别之后,下一步就是如何为自己找到满意的配偶了。

生命科学学院的PI孙一以果蝇为实验模型,主要研究社会行为中动物神经信息处理的机制,投射到七夕这个主题上,就是恋爱是怎么发生的。

比如将一只雌性果蝇和多只雄性果蝇放在一起,会发生什么情况?

毫无意外,雄性果蝇会和今天荷尔蒙分泌旺盛的男生们一样,会使出浑身解数来吸引“她”的关注,要么大展拳脚、用武力击败对手;要么一展歌喉,用魅力征服爱人;要么围着“心上人”尽情摇摆,用舞姿收获“她”的芳心。

面对这么多的追求者,雌性果蝇很“高冷”,“她”的第一反应你一定想不到,那就是撒腿就跑,雄性果蝇会穷追不舍,经过一番激烈的竞争,最后会有一名幸运儿抱得美人归。

孙一说,大小、颜色、个体是否健康、歌声是否悦耳、舞姿是否曼妙……这些都是果蝇在择偶过程中主要考虑的因素。果蝇接受了这些信息之后,是如何在自己的神经系统内整合处理呢?


怎么研究果蝇的脑神经?就是靠这套光学成像系统。


这就是孙一最感兴趣的地方。孙一研究发现,在果蝇的大脑内,有一个区域叫中央复合体,类似人大脑的海马体,承担着处理高级行为的功能。雌性果蝇通过视觉、听觉、触觉收集到雄性果蝇传递的这些信息,先整合形成一个“印象”,雌性果蝇通过这个中央复合体,判断这个“印象”是否符合自己的择偶要求,从而做出“逃走”或交配的决定。

看看,这是不是与人的选择很像?所谓的“一见钟情”,其实也是有深厚的理论基础的,哪怕只是短短几分钟。


选到后来竟然是看脸?!

和线虫、果蝇一样,高等动物同样也面临性别与性行为的抉择,那么在不同物种之上有什么共同的生物学规律呢?

比如为什么所有哺乳动物找对象都是会“闻气味”,但人类却先“看脸”?在耶鲁大学做了25年遗传学研究的许田教授,一直对此孜孜不倦。

要说清楚这件事,得首先从动物的“闻气味”说起。上面说到,孙一老师研究的果蝇,在寻找配偶时也会靠“嗅觉”。

“为什么一定要闻一闻?这是有道理的。从气味中,动物不仅可以判断出对方的激素分泌,辨别它是不是处于生育期,还可以闻出对方的健康状况,判断是否能和它一起生育一个健康的宝宝。物竞天择,这是大自然的规律。”

然而人找对象先看脸,那能看出什么?

作为一名遗传学家,许田老师深信,人类既然走到了食物链的顶端,一定是最符合“优胜劣汰”这个规则,“看脸”一定不是肤浅之举。

“我以前主要研究生物尺寸,比如蚂蚁为什么这么小,大象为什么这么大,身体内部的器官比例为什么是这样的,这些都是由基因决定的。”许田在耶鲁大学的实验室,在全世界率先发现了调控尺寸和生长的基因和机理。他大胆假设,人是通过“看脸”来判断对方是否健康、聪明。寻求健康的、“强大”的配偶,这是一个物种生存的最根本的道理。

“通过对比发现,世界上不同肤色的人种,其实对漂亮的认知是基本一致的,比如对称的或符合黄金分割比的脸。像人的眼宽与两眼之间的间距,门牙与旁边牙齿的尺寸,都是黄金分割比。个体不健康的脸部,有时候会有一些相似的特征,比如眼睛之间的间距特别大,比例很不协调,你的第一感觉就是不好看,不选择。所以这不是‘肤浅’,很可能做出选择的是你体内的基因,是本能使然。”

目前许田教授正打算跟研究人脸识别的李子青教授跨界合作一把,搜集世界上那些受欢迎的脸的共同特征,看看我们被这些特征吸引是由什么基因影响的。

当然,科学家做这些研究不纯粹是“玩”,最终目的是希望有助于疾病治疗。比如通过脸部特征的研究,在非常早期的时候就能判断出婴儿的智力发展问题,可以早期干预,取得更好的治疗效果。

有趣的是,许田老师说,人的基因为什么能精准地控制两条腿长得一样长?因为现在追女孩靠脑子,而在远古时代追雌性,靠的就是跑!双腿一样长才可以跑得快,才可以追得上。所以爱情其实不是简单的冲动,而是科学的选择。

所以,年轻的小伙们,有了科学家们的理论支持,还等什么?看到心动的女孩别害羞,别等待,撒开腿,大胆去追吧!


为什么你选择我,我选择你

为什么你看上了我,我又看不上你

浪漫的爱情是一种生物程序

进化的力量无处不在


他们说,科学的发现是偶然过程中的必然

其实,爱情也是一样

一见钟情也许是基因决定的

两情相悦是信息素完美匹配

假设、求证、推翻、再假设

原来科学家的爱情之路

如此狂野


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