由剪翅揭露的行為彈性：果蠅如何依據飛行能力改變光偏好
光吸引力（phototaxis）一直被視為一種經典的本能性反射行為，特別是在果蠅等昆蟲身上：當受到驚嚇時，牠們會本能地朝向光源飛行。然而，本研究提出一項顛覆傳統的觀點：趨光行為並非固定不變，而是受到果蠅「是否具備飛行能力」這個內在狀態的調控，進而呈現出可塑性與決策性。
研究者以實驗方式重新驗證了過去被忽視的早期觀察：果蠅在翅膀被剪除後，雖然仍能自由行走，但其趨光傾向卻會顯著下降，甚至變成趨暗。更重要的是，這種行為改變在剪翅「立即」就會出現，不需要學習或經驗累積，顯示這是一種即時性的「價值重估」機制。研究團隊進一步排除可能的干擾變因，包括活動能力下降、感官剝奪、學習記憶缺陷等，並發現行為改變是可逆的──當翅膀暫時被黏住時，果蠅會避光，但恢復飛行能力後，其趨光性也隨之恢復。
實驗方法包括使用 Benzer’s countercurrent apparatus 評估果蠅的趨光指數（Phototaxis Index, PI），以及設計 T-maze 二選一裝置來測量光/暗偏好（Choice Index, CI）。除了標準的雙翅剪除外，作者也測試不同程度的翅膀損傷（如僅剪端部、單翅剪除），結果顯示，飛行能力損害的嚴重程度與光偏好改變的幅度呈正比。同時，其他與飛行相關的結構（如平衡器 haltere、觸角）受損，也會導致類似但較輕微的光偏好下降，而非與飛行無關的腹部受傷則不影響偏好。
在神經調控層面，研究者發現兩種生物胺神經傳導物質扮演關鍵角色：多巴胺（dopamine, DA）與章魚胺（octopamine, OA）。透過溫度敏感型工具（如 shibire^ts、TrpA1）操控這些神經元的活性後，實驗證明 DA 主要促進趨光傾向，而 OA 則與避光傾向有關，並在飛行能力改變時重新分配其行為價值。
綜合來看，這項研究挑戰了傳統「刺激–反應」模型，證明即使是看似簡單的本能性行為，也會經過內在狀態的評估與價值轉換後才被表現出來。果蠅會根據自己當下是否能飛行，來決定是否靠近光源，這展現了動物在演化過程中發展出的靈活行為策略與內在決策系統。此研究不僅重新定義了趨光行為的本質，也為理解昆蟲行為的認知基礎提供了新的視角。
撰文：李庚翰
資料來源: Gorostiza, E Axel et al. “A decision underlies phototaxis in an insect.” Open biology vol. 6,12 (2016): 160229.
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