马克斯普朗克化学生态学研究所的一组研究人员与德国哈勒维滕贝格马丁路德大学的同事一起研究了雌性蚕蛾的嗅觉。利用电生理学方法，他们发现雄性专门检测雌性信息素的触角，对雌性蚕排泄物的气味特别敏感。

这种气味的成分对交配的雌性具有威慑作用，可能使它们在产卵时避免争夺自己的后代。负责的感觉神经元位于称为感器的毛发状结构中。

在雄性中，信息素的检测发生在这些感器的长型中，而雌性的长感器神经元检测幼虫排泄物的气味。另一方面，桑树(唯一的蚕宿主植物)的气味是由雌性蚕蛾中等长度感器中的感觉神经元检测到的。

该研究发表在《英国皇家学会学报 B：生物科学》杂志上。

雌性蚕蛾的世界气味与雄性蚕蛾不同

在人类中，男性和女性的嗅觉发育相似，尽管女性的嗅觉神经元稍多，因此鼻子稍微更敏感。然而，总的来说，它们感知到的是相同的气味。另一方面，雄性飞蛾生活在与雌性飞蛾完全不同的嗅觉世界中。例如，雄性蚕蛾的触角(它们的“鼻子”)高度专门用于检测雌性性信息素，而雌性甚至无法闻到自己的信息素。

触角上有数以千计的感觉器，这些类似毛发的结构，可以分为形态和功能上不同的组。男性最常见的感觉器很长，包含两个感觉神经元。一种专门用于检测雌性蛾类的性信息素，而另一种则对其他蛾类信息素的一种成分——蚕蛾做出反应。虽然家蚕对雄性蚕蛾极具吸引力，但家蚕具有威慑力。

“因为雌性丝蛾无法闻到自己的信息素，所以长期以来人们认为它们的长感器也具有一种非常特殊的功能，只有雌性才能发现。交配后，雌性唯一的任务就是找到合适的植物来产卵。桑贾·比什-克纳登 (Sonja Bisch-Knaden) 说：“雌性的长感器专门用来检测桑树的诱人气味。我们想验证这一假设。”马克斯·普朗克化学生态学研究所。

雌性蚕蛾的长感器识别蚕粪

电生理学方法，例如测量单个感器的活动(单感器记录)，对于研究结果至关重要。科学家们不仅测试了许多不同的个体气味，还测试了天然气味混合物，例如桑叶、毛毛虫粪便、飞蛾的体味或胎便(飞蛾孵化时分泌的液体)中发现的气味。

所有这些在蚕蛾的环境中发挥生态作用的气味都被收集起来。研究小组还能够将嗅觉受体的表达与相应的感器类型相匹配。

“我们惊讶地发现雌性丝蛾长感器中的神经元并不像预期的那样专门检测宿主植物的气味，但长感器中的两个神经元之一对异戊酸等气味非常敏感Bisch-Knaden 说：“桑叶本身的气味是由中等长度的感器中的神经元进行的。”

异戊酸和苯甲醛是蚕粪便的臭味成分。使用一个简单的 Y 迷宫测试，该测试的入口臂分成两个侧臂，通过该侧臂引入气味或清洁空气(对照)，研究小组能够引出原本不动的雌性表达吸引力或厌恶的行为。当比较处女和交配的雌性时，主要差异变得明显。

研究人员发现，与毛毛虫粪便相关的气味不会引发未交配的雌性毛毛虫的特定反应，但对交配的雌性毛毛虫有威慑作用。据推测，粪便的气味可以帮助雌性避开桑树，因为桑树在产卵时已经长满了蚕。

寻找雄性蚕蛾信息素

早在 1959 年，雌性蚕蛾的信息素(bombykol)就被进行了化学表征，这是有史以来第一个昆虫信息素。到目前为止，科学家们还无法识别出男性对应物。目前的研究提供了线索，但没有回答男性信息素的问题。

“雌性长感器中的第二个神经元对 (+)-芳樟醇具有高度特异性，这种气味已被确定为其他蝴蝶物种中雄性信息素的组成部分。然而，在雄性丝的体味中找不到芳樟醇。在行为实验中，单独的 (+)-芳樟醇对雌性丝蛾既没有吸引力也没有驱避作用，”Bisch-Knaden 说。

蚕蛾气味感知的特点

在研究雌性丝蛾气味检测的分子基础时，研究人员注意到嗅觉受体空间组织的特殊性。嗅觉受体有两个家族：进化较早的离子型受体 (IR)，主要检测酸;气味受体 (OR)，检测多种化学成分。根据对模型果蝇果蝇的研究，长期以来人们一直认为表达 IR 或 OR 的神经元通常出现在不同类型的感器中，而 IR 从未出现在长感器中。

然而，在丝蛾中，用于检测酸的 IR 辅助受体和专性 OR 辅助受体都存在于位于长感器的相同神经元中。IR 和 OR 的共表达增加了感觉神经元的化学感受性。两种受体类型检测到的气味一起处理和传输，这可能有利于明确检测生态上重要的气味混合物。

“令人惊奇的是，昆虫嗅觉研究不断产生令人惊讶的结果。我们的研究表明，研究不仅仅是一种模型很重要，”进化神经行为学系主任比尔汉森说。

研究人员还在雄性丝蛾的长感器中发现了两种受体类型的共表达，这就是为什么他们认为酸的检测也可以在雄性丝蛾中发挥重要的生态作用。进一步的调查现在将澄清这一点。

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