水果放久腐爛，果蠅不請(qǐng)自來(lái)，這一行為背后有一整套精密和復(fù)雜的調(diào)控機(jī)制。浙江大學(xué)生命科學(xué)研究院王立銘課題組，通過(guò)在實(shí)驗(yàn)室中重現(xiàn)果蠅的覓食行為，第一次在動(dòng)物中發(fā)現(xiàn)了一種調(diào)控覓食行為的分子蟑胺（octopamine），沒有這種分子，果蠅即使餓了也不會(huì)去找吃的。這為我們揭開了關(guān)于“吃”的奧秘的冰山一角。
    
    相關(guān)論文于2015年4月7日在線發(fā)表于PNAS(美國(guó)科學(xué)院院刊）上。浙大生命科學(xué)研究院的碩士研究生楊哲、博士研究生于悅和美國(guó)加州大學(xué)伯克利分校分子與細(xì)胞生物學(xué)系的Vivian Zhang 是論文的共同第一作者，王立銘為通訊作者。
    
    怎么知道果蠅餓了？
    
    當(dāng)你感到饑餓，你會(huì)有點(diǎn)抓狂或者直奔食堂，平時(shí)不愛吃的食物，也許會(huì)覺得特別香。“我們實(shí)驗(yàn)室關(guān)心的最大的問題，就是動(dòng)物如何感知餓以及餓了之后會(huì)干什么。”王立銘說(shuō)，這個(gè)過(guò)程至少包含兩個(gè)獨(dú)立的步驟：一，是大腦檢測(cè)到體內(nèi)的生物信號(hào)，判斷出體內(nèi)的能量或者營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)不足了；二，由此引發(fā)的情緒和行動(dòng)上的反應(yīng)。
    
    果蠅是科學(xué)家們最為青睞的模式生物之一。之前發(fā)達(dá)的遺傳學(xué)研究已經(jīng)讓科學(xué)家能自由“改造”果蠅的基因和神經(jīng)元，用來(lái)探究生命機(jī)制。那么問題來(lái)了，我們?cè)趺磁袛喙夝I了？人類和果蠅語(yǔ)言不通，必須找到一種表征“餓”的行為。
    
    論文第一作者之一楊哲介紹，課題組選擇了“覓食”（foraging）作為判斷標(biāo)志。覓食有三項(xiàng)關(guān)鍵特征：活動(dòng)性增強(qiáng)，目的性明顯，伴隨策略選擇。這三條，在課題組建立的果蠅“饑餓模型”上都一一滿足。特別有趣的是，果蠅也和人類一樣，肚子飽的時(shí)候行為相對(duì)理性，而饑腸轆轆的果蠅大規(guī)模出現(xiàn)了“饑不擇食”的行為。
    
    果蠅“懶人吃餅”
    
    通過(guò)一系列高通量篩選的方法，科學(xué)家找到了一種神經(jīng)遞質(zhì)——蟑胺，這種分子在結(jié)構(gòu)上與人體的去甲腎上腺素極其相似。“我們發(fā)現(xiàn)，沒有蟑胺，饑餓的果蠅就不會(huì)發(fā)生覓食行為，即使它們的身體機(jī)能上是完整和正常的，沒有運(yùn)動(dòng)障礙，但唯一不同的是，它們餓了也不會(huì)增強(qiáng)活動(dòng)性，不會(huì)去覓食。”另一共同第一作者于悅說(shuō)，蟑胺就是饑餓引發(fā)的覓食行為的一個(gè)關(guān)鍵分子。
    
    “但更加有趣的是。我們發(fā)現(xiàn)，果蠅還是會(huì)餓。”王立銘介紹，課題組的研究人員將食物放進(jìn)果蠅的嘴巴，果蠅還是會(huì)張口，而且食欲比吃飽的果蠅大得多，也就是說(shuō)，如果以進(jìn)食（feeding）為指標(biāo)的話，它們還是會(huì)覺得餓。”這有點(diǎn)像中國(guó)民間“懶人吃餅”故事的主角，那個(gè)懶到家甚至連腦袋都懶得轉(zhuǎn)一下的懶人，只吃了嘴邊的那部分餅，最終還是餓死了。
    
    “滿地找吃”與“吃得很撐”或許是兩碼事
    
    餓了就會(huì)滿地找吃的，這是生物世界最正常不過(guò)的事。但是王立銘課題組的最新研究，為我們揭示了“覓食”與“進(jìn)食”背后更加豐富的內(nèi)涵。“就大眾而言，我們通常認(rèn)為饑餓是通過(guò)一個(gè)單一的神經(jīng)中樞檢測(cè)到，并引發(fā)一系列情緒和行為。”但我們的研究提示了，至少在果蠅里，當(dāng)大腦感受到饑餓的時(shí)候，引發(fā)覓食和引發(fā)攝食可能是完全獨(dú)立的兩套體系。蟑胺的缺失，阻斷了果蠅的‘覓食行為，但并沒有阻斷它的攝食行為。“就像兩個(gè)神經(jīng)‘泵’，一個(gè)被破壞，另一個(gè)還能正常運(yùn)行。”
    
    人的大腦是一套極其精密的運(yùn)行系統(tǒng)，王立銘說(shuō)，對(duì)于吃的研究，實(shí)際上是在研究我們的大腦如何檢測(cè)身體內(nèi)部的信號(hào)并作出一系列反應(yīng)。果蠅中的發(fā)現(xiàn)確實(shí)可以幫助我們進(jìn)一步理解人類的大腦，理解我們?nèi)绾胃械金囸I，如何決定在什么時(shí)間、什么地點(diǎn)吃什么樣的食物；以及我們?yōu)槭裁磳?duì)美味的誘惑難以抵擋，又該如何保持健康和合理的飲食習(xí)慣。
    
    “盡管小小的果蠅和人類之間存在巨大的差別，但是如何感覺饑餓、如何尋找食物應(yīng)該是保證動(dòng)物生存繁衍的基本機(jī)能，可能存在進(jìn)化路徑上高度保守的調(diào)控機(jī)理。”王立銘說(shuō)。在接下來(lái)的研究中，他的實(shí)驗(yàn)室將進(jìn)一步展開關(guān)于果蠅覓食行為的研究，希望能徹底闡明果蠅大腦感受機(jī)體代謝水平、并相應(yīng)調(diào)節(jié)行為的機(jī)理。“期待這一研究能夠幫助我們更好地理解人類大腦，并在有朝一日幫助我們理解包括厭食癥和貪食癥在內(nèi)的相關(guān)代謝疾病的致病機(jī)理。”
    
    （文 周煒/攝影 盧紹慶）