果蠅幼蟲以短暫的趨光性為基礎的導航策略

對生物行為的研究，是學術界經久不衰的熱門課題。小到一隻果蠅，依然有很多行為特性值得深入探究。前人對於剪掉翅膀的成年果蠅偏好黑暗的特性已經有了較多的研究，而這樣的習性其實在果蠅幼蟲時期便已存在。日前，Maxwell L. Zhu等人上傳到論文的預上傳系統bioRxiv上的一篇研究性論文，就對果蠅幼蟲短暫的趨光性來指引導航這一課題做了較為深入的行為實驗的探討。

研究者將果蠅幼蟲放在圓盤當中，半透明的圓盤可以使光線從圓盤底部照射，從而使圓盤的不同區域產生不同的亮度。同時，攝影機在圓盤上部拍攝果蠅幼蟲的位置。在實驗中，研究者設置了兩種不同的實驗情境，分別為“山谷式的刺激”（“Valley” stimulus）和“恆定的刺激”（“Constant” stimulus）。前者指的是在圓盤中心和邊緣呈現比較亮的環境，而在中間環狀的位置呈現比較黑暗的環境，從上部看起來就像是山谷一樣的形狀；後者指的是整個圓盤都處於持續恆定的光線環境中。一系列通過分析幼蟲在兩種不同的環境當中的行為軌跡，結果表明，果蠅幼蟲在依據趨光性進行導航時，依據如下三原則：第一，黑暗環境中，幼蟲轉彎角度較小；第二，若環境亮度逐漸增加，此時幼蟲轉向角度變大，反之則變小；第三，當當前亮度低於幼蟲初始移動時的亮度，此時啟動轉彎的概率較低，反之則有較高概率頭部旋轉。此研究淺顯但細緻的探討了果蠅幼蟲會不斷積累光照強度變化的信息，從而更好的解釋了幼蟲趨光特性在導航當中的運用。


撰稿人：韓睿


原始論文：
Zhu, M. L., Herrera, K. J., Vogt, K., & Bahl, A. (2020). Navigational strategies underlying temporal phototaxis in Drosophila larvae. bioRxiv.
https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2020.01.06.896142v1.abstract