引言:动物挑选配偶时,通常依靠视觉、叫声、气味等信号做出判断。2010年,以色列特拉维夫大学研究团队在美国《国家科学院院刊》发表研究,提出了一个更隐蔽的影响因素:栖息在动物肠道内的微生物。
这项以果蝇为对象的实验发现,肠道细菌改变果蝇择偶偏好的速度远超普遍认知,仅需一代,就能显现出明显的择偶偏好变化。
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一、吃什么,决定果蝇偏好谁
1989年,研究者黛安·多德(Diane Dodd)将同一物种的果蝇分为两组,隔离饲养。
一组饲喂淀粉培养基,另一组饲喂麦芽糖培养基,两组全程无接触。
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连续饲养25代以上后,研究者将两群果蝇放入同一个饲养笼中观察,发现它们的交配选择出现了明显分化:
取食淀粉培养基的果蝇更倾向与同组同伴交配,取食麦芽糖培养基的果蝇也偏好食性一致的个体。
整个实验没有对果蝇的交配行为做任何人为干预,食物仅用来维持它们的基本生存。
这种交配偏好是自然形成的,但形成机制当时还无从解释。
二、谜底从肠道里揭晓
直到2010年,谜题迎来了转机。
特拉维夫大学研究团队重做了类似的实验,这次选用的对象是黑腹果蝇(Drosophila melanogaster)。
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一支果蝇继续饲喂以糖蜜为基础的培养基,另一支转移到淀粉培养基上,两组仍然隔离饲养。
实验结果与多德的发现一致,交配偏好出现得更早:
仅一代之后,糖蜜组的果蝇倾向与糖蜜组的同伴交配,淀粉组的果蝇偏好食性一致的个体。
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这种偏好没有随时间消退,至少稳定延续了37代。
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两组果蝇的基因组完全相同,唯一明显不同的是各自肠道内的细菌群落。
研究者据此提出假设:决定交配偏好的,是果蝇体内的微生物。
验证的办法很简单。
研究者给果蝇喂食抗生素,清除其肠道内的共生细菌。
抗生素处理后,原本泾渭分明的交配偏好消失了,两组果蝇的交配重新变得随机。
把培养基中原有的细菌重新接种回去,交配偏好随之恢复。
清除细菌则偏好消失,恢复细菌则偏好重现,肠道微生物与择偶行为的因果关系由此确立。
三、植物乳杆菌
肠道里栖息的细菌有几十种,哪种在起作用?
研究者对比了两组果蝇的菌群构成,锁定了一种常见的「植物乳杆菌」。
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在取食淀粉的果蝇体内,植物乳杆菌占共生菌总量的约26%;取食糖蜜的果蝇体内,这一比例只有约3%。
单菌验证随即展开。
研究者把植物乳杆菌单独接种给菌群被清除的果蝇,交配偏好重新出现。
这种细菌,足以改写果蝇对伴侣的选择。然而,它是通过什么途径影响择偶的?
众所周知,果蝇依靠表皮蜡层中的烃类物质传递信息,这些物质构成它们的性信息素。
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分析显示,两组果蝇体表至少有四种主要烃的含量存在差异。抗生素处理后,这些差异明显缩小。
细菌改变了果蝇散发的化学信号,果蝇便凭这套气味甄别同类。
研究者推测,这正是交配偏好分化的物质基础。
四、哺乳动物身上也有类似效果
果蝇的发现引出一个更大的问题:肠道微生物对择偶的影响,是否也存在于哺乳动物?
2022年,中国曲阜师范大学的一支研究团队在小鼠身上做了类似的实验。
研究者用抗生素处理雌性小鼠小鼠,使其肠道菌群失调,再观察雄性小鼠的选择。
面对两只雌鼠,雄鼠明显更愿意接近未经抗生素处理的对照组雌鼠,而非菌群失调的个体。
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这项研究提示,肠道菌群失调可能降低雌鼠对雄鼠的吸引力。
哺乳动物的证据目前仍然有限,样本量小,机制也还不清楚,结论需要谨慎看待。
五、总结一下
回到开篇的问题:动物的择偶偏好,究竟由什么决定?
一系列研究提示,除了基因和神经,肠道微生物也是参与者,它们可以通过改写体表化学信号,间接影响动物对伴侣的选择。宿主与体内的微生物共同构成一个整体,研究者称之为「全基因组」,自然选择作用在这个整体上之上。
至于人类,目前还没有直接证据表明肠道菌群在左右择偶偏好,果蝇的结论不能简单照搬。

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本期参考文献:
[1] Sharon G, Segal D, Ringo JM, Hefetz A, Zilber-Rosenberg I, Rosenberg E. Commensal bacteria play a role in mating preference of Drosophila melanogaster. Proc Natl Acad Sci USA. 2010;107(46):20051-20056.
[2] Dodd DMB. Reproductive isolation as a consequence of adaptive divergence in Drosophila pseudoobscura. Evolution. 1989;43(6):1308-1311.
[3] Yi X, Cha M. Gut Dysbiosis Has the Potential to Reduce the Sexual Attractiveness of Mouse Female. Frontiers in Microbiology. 2022;13:916766.
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