ショウジョウバエの行動に対する磁場の影響に関する証拠はない

Nature volume 620、pages 595–599 (2023)この記事を引用

20,000 アクセス

1 引用

111 オルトメトリック

メトリクスの詳細

渡り鳥の鳴き鳥は、地球の磁場から方向情報を抽出する驚くべき能力を持っています1,2。 しかし、この光に依存する磁気コンパスの感覚の正確なメカニズムは完全には理解されていません。 最も有望な仮説は、網膜のクリプトクロムタンパク質で形成される一時的なラジカルペアの量子スピンダイナミクスに焦点を当てています 3,4,5。 腹立たしいことに、この理論を裏付ける証拠の多くは状況に基づいたものであり、その主な理由は、野鳥の遺伝子組み換えによってもたらされる極端な課題によるものです。 したがって、ショウジョウバエはモデル生物として採用されており、ハエの行動に対するクリプトクロムを介した磁場の影響に関するいくつかの影響力のある報告は、鳥類における根本的なペアベースのメカニズムを裏付けるものとして広く解釈されている6、7、8、9、10、11。 12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23。 今回我々は、二腕迷路内を移動する97,658匹のハエと、負の走地性として知られる自発的逃避行動を行う10,960匹のハエに対する磁場の影響をテストした広範な研究の結果を報告する。 細心の注意を払って制御された条件と膨大なサンプルサイズの下では、ショウジョウバエの磁気に敏感な行動の証拠を見つけることができませんでした。 さらに、私たちが再現しようとした研究で使用された統計的アプローチとサンプルサイズを再評価した結果、元の結果のすべてではないにしても、多くが偽陽性であったことが示唆されます。 したがって、我々の発見は、ショウジョウバエにおける磁気感知の存在にかなりの疑問を投げかけており、したがって、夜渡り性の鳴き鳥が依然として光依存性磁気受容の機構を解明するのに最適な生物であることを強く示唆している。

光依存磁気受信に関する私たちの知識のほとんどは、夜間渡りをする鳴禽類に由来しており、渡りの季節にエムレン漏斗などのオリエンテーションケージでテストした場合や 24、25、26 や自由飛行でテストした場合、再現性の高いコンパス応答を示します 27。 彼らはまた、帰りのコンパスの方位と磁気傾斜に基づく「一時停止標識」を組み合わせて、帰路の終点を決定しているようです28。 このような鳥を扱うのは困難です。なぜなら、これらの鳥は飼育下で日常的に繁殖させることができず、現代の遺伝学的アプローチの多くは適用できないからです。 したがって、我々は、ショウジョウバエが磁気の影響を受けた行動を示すという報告に興味を持った6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23。 磁気手がかりを利用することの進化上の利点は明らかではないが、ショウジョウバエの磁気受容をテストするための広範に再現可能な行動パラダイムがあれば、磁気刺激の正確な機構、感覚分子、磁気刺激の遺伝的基盤、および磁気刺激に対する神経反応の探索が大幅に容易になるだろう。 夜渡りをする鳴き鳥だけを使って同じレベルの知識と洞察力を達成することははるかに困難です。 したがって、私たちは、公開されているショウジョウバエの行動アッセイのうち 2 つを私たち自身の研究室で実施することにしました。

私たちは最初に、元の装置の正確なレプリカを使用し、公開されたプロトコルと元の著者によって提供された追加情報に従って、Gegear ら 6,7 および Foley ら 8 の二項選択 T 字型迷路アッセイを試みました。データ図1）。 同一の二重巻きコイルに同一の電流をそれぞれ平行および逆平行に流すことにより、迷路の一方のアームに約 500 μT の磁場を印加し、もう一方のアームには磁場を印加しませんでした。 この配置により、軽度の加熱などの非磁性​​の影響が 2 つのアームで同じになることが保証されます。 この装置は、白色のストリップライトとともに、木造建物内の電磁シールドされたチャンバー（4.0 × 5.0 × 2.5 m3）内に置かれた木箱内に収められており、背景の高周波フィールドを少なくとも 105 分の 1 に減衰させました（参考文献 29）。 この方法では、約 100 匹のグループでテストされたハエは、コイルによって生成される静磁場および/または地球の磁場には曝露されましたが、鳥の自身の能力を使用する能力を妨げることが判明している高周波電磁場には曝露されませんでした。磁気コンパス26、29、30。