48小时一天的生活是怎样的？
图片来源：Pixabay
撰文 | 安德鲁·查普曼（Andrew Chapman）
翻译 | 李承泽
几乎所有的动物都遵循着以24小时为周期的活动规律，这是基于它们的内置生物钟，通过基因传给一代又一代。然而，有一种甲虫却以48小时为时间单位活动，这显然是受其精确的交配周期驱动。发表于《当代生物学》（Current Biology）的一项研究发现，是特定基因以两天为周期的表达导致了这种现象。
白天，雄性和雌性暗黑鳃金龟（Holotrichia parallela）都潜伏在地下，每隔一个晚上，它们才会出来寻找食物和配偶。到达地面后，雌性暗黑鳃金龟会爬上植物的茎干，并分泌出具有“性感”气味的信息素，留下痕迹，为雄性引路。
许多昆虫都利用气味吸引配偶，暗黑鳃金龟也不例外，其雄性触角中的气味受体能响应雌性分泌的信息素。沃尔特·利尔（Walter Leal）是美国加利福尼亚大学戴维斯分校的一名化学生态学家。长期以来，他都想知道雄性暗黑鳃金龟是否也以48小时为周期，感知雌性的信息素。在这项研究中，他和同事利用最近发布的转录组数据，即暗黑鳃金龟的RNA序列信息，深入研究了这种生物周期的遗传基础。他们鉴定出了一些可能编码气味受体的基因，并发现其中只有一个基因——HparOR14能编码与雌性信息素相匹配的受体。实验证实，干扰该基因的活动便能阻断信息素对雄性暗黑鳃金龟的吸引力。
接下来，研究团队监测了雄性暗黑鳃金龟在不同时间生成该受体的数量，以确定它们追踪性信息素的最佳时间。结果发现，每隔48小时，该受体的表达便会在夜间激增，大致与雌性信息素分泌达到峰值的时间重叠，第二天晚上受体表达量则会降至最低。利尔表示：“我们发现受体表达同样具有48小时的周期，与雌性的信息素分泌保持同步，这真是个美丽的故事。”这些发现表明，两种性别的暗黑鳃金龟都遵循着48小时的生物周期，且这样的行为都植根于分子水平的特性。
通常情况下，生物节律依赖于环境线索（例如昼夜变化），但自然界尚未发现以48小时为周期的影响因素。未来的研究将会揭示驱动暗黑鳃金龟该周期的因素，以及基因如何调控它们的节律。美国伦塞勒理工学院（Rensselaer Polytechnic Institute）的生物学家珍妮弗·赫尔利（Jennifer Hurley）表示，已经有研究试图揭示环境信号影响生物节律的方式，有了这些实验，“研究暗黑鳃金龟的科学家开始意识到，这种甲虫体内还存在无数的生物节律”。
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