有时候，冰箱里的水果烂了。一打开冰箱门，腐烂气味扑面而来，令人作呕。这种厌恶的感觉并非人类特有，果蝇也有。研究人员近日在《Cell》杂志上发表文章，将果蝇中的这种反应归结为一个名为土臭素（geosmin）的分子。
果蝇喜欢在醋、酒、发酵的水果上生长和产卵。但是当水果开始腐烂时，链球菌和青霉菌就成为一种有毒的威胁。此外，这些细菌和霉菌通常产生大量的土臭素。这种物质我们并不陌生，天空下雨时，泥土会散发出一股腥味，这就是土臭素的气味。
与所有动物一样，果蝇也需要安全的食物。由于果蝇的主要食物来源是生长在发酵水果上的酵母，那么分辨安全的酵母和被有害微生物覆盖的酵母，就成为果蝇的重要任务。德国马克斯-普朗克化学生态学研究所的进化神经行为学系主任Bill Hansson领导了这一研究。
利用电生理学技术，研究人员将这一效应定位到触角神经元，它们表达嗅觉受体Or56a。这些受体与神经元连接，覆盖所有的嗅觉输入信号。它们立即制止了诱食信号、摄食行为和产卵。
这种受体的特异性让人吃惊。研究小组检验了103种已知的气味分子，只有土臭素能够激活它。此系统意味着神经回路是专为厌恶而设计的。为了更深入追踪果蝇大脑中的神经通路，研究小组利用了钙成像和膜片钳技术。他们发现该通路确实是特异的，这在神经通路中相当罕见。
Hansson对此很感兴趣，因为单个化合物通常不会有如此深远的影响。同时，研究人员还发现他们研究的所有果蝇物种都表达Or56a受体，只有一种除外。不过，这一特别的物种一直生活在花里面，只有花香，没有土臭。
研究小组还利用一种近期开发的电脑风洞来吹出阵阵气味，看果蝇如何应对。Hansson表示，这能够以前所未有的方式来量化果蝇的行为。
Hansson预计，在其他昆虫中也能找到类似的厌恶机制。蚊子、松树甲虫、玉米螟的类似通路有望用于害虫防治，但Hansson对那些不是特别感兴趣。相反，他打算深入探究果蝇的通路，鉴定出能改变果蝇停止振翅等行为的通路。(生物谷Bioon.com)
DOI:10.1016/j.cell.2012.09.046
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A Conserved Dedicated Olfactory Circuit for Detecting Harmful Microbes in Drosophila
Marcus C. Stensmyr, Hany K.M. Dweck, Abu Farhan, Irene Ibba, Antonia Strutz, Latha Mukunda, Jeanine Linz, Veit Grabe, Kathrin Steck, Sofia Lavista-Llanos, Dieter Wicher, Silke Sachse, Markus Knaden, Paul G. Becher, Yoichi Seki, Bill S. Hansson
Flies, like all animals, need to find suitable and safe food. Because the principal food source for Drosophila melanogaster is yeast growing on fermenting fruit, flies need to distinguish fruit with safe yeast from yeast covered with toxic microbes. We identify a functionally segregated olfactory circuit in flies that is activated exclusively by geosmin. This microbial odorant constitutes an ecologically relevant stimulus that alerts flies to the presence of harmful microbes. Geosmin activates only a single class of sensory neurons expressing the olfactory receptor Or56a. These neurons target the DA2 glomerulus and connect to projection neurons that respond exclusively to geosmin. Activation of DA2 is sufficient and necessary for aversion, overrides input from other olfactory pathways, and inhibits positive chemotaxis, oviposition, and feeding. The geosmin detection system is a conserved feature in the genus Drosophila that provides flies with a sensitive, specific means of identifying unsuitable feeding and breeding sites.
