你是否曾经将一盘水果放在外面一段时间,回来时却发现果蝇聚集在上面?但果蝇为何会被成熟的水果所吸引呢?换句话说,是什么样的刺激信号告诉它们该往哪里去?这类分析属于一个更广泛的领域——行为学(ethology),即动物行为的研究。
一种刺激可能引起动物两种类型的运动。一种是非定向或随机的运动,称为趋性中的动性(kinesis);另一种是定向运动,称为趋性(taxis)。例如,当果蝇受到驱赶时向各个随机方向飞散,就属于动性。相反,果蝇有目的地飞回成熟水果的方向,则属于趋性。这种特定类型的趋性被称为化学趋性(chemotaxis);由于其朝向刺激物(食物)运动,因此进一步定义为正向化学趋性。负向化学趋性的例子则是果蝇远离驱虫剂的行为。另一种常见的趋性是趋光性(phototaxis),即生物对光刺激产生的运动反应。当蛾类飞向光源时,表现出的是正向趋光性;相反,当蟑螂在灯光开启时迅速逃窜,则表现为负向趋光性。趋地性(geotaxis),也称为重力趋性(gravitaxis),是指生物对重力刺激产生的运动反应。朝向重力方向的运动称为正向趋地性,而逆着重力方向的运动则称为负向趋地性。此外还有多种其他类型的趋性,包括趋氧性(aerotaxis)、趋压性(barotaxis)、趋水性(hydrotaxis)和趋磁性(magnetotaxis),分别指生物对氧气、压力、水分和磁场刺激产生的定向运动。
那么,科学家为什么要研究动物的此类行为呢?其中一个目标可能是寻找个体或物种群体所表现出的行为背后的遗传基础。有时,某种行为甚至可以追溯到单个基因的特定突变。从更广泛的角度来看,了解遗传因素与行为特征之间的关联,也有助于我们更好地理解整个动物界(包括人类自身)的行为。
在本实验中,您将使用选择室来评估果蝇Drosophila melanogaster的趋地性、趋光性和趋化性反应。