
苍蝇搓手这个手脚,在东说念主类看来充满邪派气质……


但对苍蝇来说,这是吃饭前的必要工序--洗手。
不同于东说念主类把味蕾长在嘴里,苍蝇的味觉器官,也即是味觉受体神经元(Gustatory Receptor Neurons),无数漫衍在腿部,尤其是前足的跗节上 [1] 。

这是一种高效的生涯计谋:只须降落在食品上,苍蝇用脚一踩就能知说念这就饭合永别胃口,委果作念到了“迈开腿就能管住嘴”。
但这种经营有个硬伤。为了保证味觉聪慧,这些必须保握清洁。就像你戴着全是油污的眼镜看不清路一样,要是苍蝇的脚上沾满了灰尘、花粉大要上一顿留住的陈大哥垢,它的“舌头”就失灵了。
2013年 [2] [3] ,北卡罗来纳州立大学的说合东说念主员曾作念过履行,他们发现要是蒙胧蟑螂(相似的机制)清算触角,触角上积累的油脂和环境沾秽物会使其对费洛蒙的反映智商急剧下落 。

苍蝇亦然同理,它们必须通过摩擦来打消隐敝在感器微孔上的脏东西,重置传感器的基准线,以确保下一口吃得显然。
虽然,苍蝇的洗沐进程并非运用自由,而是被写入基因的一套严格代码。
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2017年,剑桥大学的科学家通过光遗传学妙技,揭示了果蝇理毛行为背后的一套形势 [4] :当苍蝇全身齐脏了时,它会优先清洁眼睛和触角,然后才是腹部和翅膀。

这很好交融,看不见路比飞得慢点更要命。这种行为款式是如斯固化,以至于当大脑下达“清洁头部”的提醒时,庄闲和游戏app其他部位的清洁手脚会被强制拦截。
既然是洗沐,怎么会把头洗掉?
这患难之交是沿途机械故障。苍蝇的前足上长满了坚忍的刚毛,这些刷子在高速摩擦时扫尾极高。可怜的是,苍蝇的颈部畅通处相对脆弱。

当一只苍蝇处于相配沸腾或形势化的刁顽清洁款式中,要是腿部的刚毛偶然钩住了头部的外骨骼边际,而它又莫得实时刹车,悲催就发生了……宏大的机械拉力会硬生生把头“拧”下来[5]。
这并非壁虎断尾那样的“自切”求守望制。关于苍蝇而言,头掉了莫得任何进化上的刚正,只须末路一条。这仅仅一个生物机械系统里的Bug。

最令东说念主心猿意马的一幕不时发生在断头之后:无头的身段依然捧着那是掉下来的脑袋,赓续搓揉,仿佛在盘核桃。
这并不是因为它舍不得我方的头,大要在想考“我是谁”。这是因为公法苍蝇腿部畅通的核心并不在大脑,庄闲和而是在胸部的神经节(Thoracic Ganglia)。关于胸部神经节来说,它只接纳到一个触觉信号:“前足手里有个圆形的脏东西”。
于是,写死在胸部神经节里的清洁形势(CPG)再次启动:“有脏东西?搓干净它。”阿谁也曾指挥身段的大脑,此刻在系统的判定中,不外是一颗需要被清算的灰尘球。
头掉了,苍蝇为什么不立马倒地身一火?因为虫豸给与的是“去中心化”的漫衍式操作系统 [6] 。

东说念主类要是没了头,呼吸和心跳也就停了。但苍蝇不需要脑子呼吸,它们的气孔长在身段两侧,血液轮回由背血管自主搏动保管。更要道的是,公法行走和遨游的形势(中央款式发生器)齐储存在胸部的神经节里,而不是脑子里。
以致,失去大脑反而可能让它们动得更欢。大脑在平常的一个迫切功能是“拦截”——告诉身段别乱动。当头被拧掉,这种拦截澌灭,胸部神经节会投入一种“去拦截”的亢奋景况。
早在2011年,说合东说念主员就发现,经夙昔头科罚的果蝇在受到光照刺激时,依然能推崇出某种进度的畅通反映 [7]。来自宾夕法尼亚大学的说合发现,去头的果蝇身段在构兵光照时,依然推崇出畅通、行走以致遨游的反映。这标明果蝇即使莫得眼睛和大脑,其身段(可能通过胸部或腹部的光敏结构)仍保留了某种基本的光感应和反射智商。在更早的2005年,科学家以致通过光遗传学妙技刺激无头果蝇的胸部神经节,告捷携带它们升起[8] 。下图为圆柱形履行场,该场可被 355 纳米激光均匀照耀:

耶鲁大学的说合东说念主员行使一种名为P2X2的ATP门控离子通说念,告捷通过激光照耀“遥控”了果蝇的神经元。履行中,即便去除了果蝇的头部,说合东说念主员仍能通过光照刺激其胸部神经节中特定的神经回路,携带无头果蝇启动轨范的遨游形势。
但这种遨游注定是枉然的。莫得了眼睛提供的光流反馈,均衡棒(苍蝇的陀螺仪)无法独自修正长技能的遨游姿态偏差。没头苍蝇的遨游不时是倏得、紊乱且容易坠毁的 。

这只依然在搓手、以致偶尔升起的没头苍蝇,能活多久?
在履行室的高湿度环境下,它们能坚握数小时以致几天(不时不栽种2-3天)。最终杀死它们的不是没脑子,而是饥饿和脱水。莫得了嘴,它无法补充能量;莫得了头部的神经调遣,它也无法灵验地保水[9]。当能量花消,电板缺少,这架精密却失控的生物机器才会最终住手启动。在那之前,它仅仅在诚挚地实行着临了的代码,哪怕阿谁代码是:把阿谁照旧掉下来的头,再洗干净少量。
参考文件
[2]https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC9170244/
[2]https://www.researchgate.net/publication/272645125_Grooming_Behavior_as_a_Mechanism_of_Insect_Disease_Defense
[3]https://news.ncsu.edu/2013/02/mkschalgroom/
[4]https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC5612538/
[5]https://www.youtube.com/shorts/V_wy1NQIHmc
[6]https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32153430/
[7]https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/21650097/
[8]https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/15820685/
[9]https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC10560552/
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