坐在上午最后一節課的教室里,饑腸轆轆坐立不安恨不得一步沖到食堂;肚子咕咕叫的時候,翻箱倒柜找出藏在角落的半塊巧克力……這樣的切身經歷,相信大家一定都有過。
吃飯不僅是生活中的頭等大事,科學家們也對其中的種種過程頗感興趣。生物學上把饑餓時候“上窮碧落下黃泉”尋找食物的行為叫做覓食行為,然而覓食行為到底由身體的哪一部分控制、有著怎樣的生物化學基礎,這一點卻一直沒有清晰的答案。
而我們的研究團隊,就是為“吃”而生的——說得通俗一點,研究課題無非就是“為什么吃”、“吃嘛好”以及“吃多少”。為了解答“動物如何找飯吃” 這個好玩也重要的問題,我們就在實驗室里擺弄起了小小的果蠅。
在研究中我們發現,如果小果蠅一段時間吃不到食物,它們就不再顧得上安靜地思考“蠅生”,而是開始在小管子里面著急地四處“飛奔”,試圖尋找可以果腹的食物,甚至一直奔跑到餓死為止(像不像饑餓版的阿甘?)。
接下來,如果這些瘋狂尋找食物的果蠅們吃到了新的食物,它們又會重新恢復平靜。哪怕是只有味道、實際不能提供營養的“食物替代品”,似乎也能讓它們暫時獲得安慰。由此看來,這種“焦急奔走”的狀態,確實就是果蠅們在餓肚子時本能的覓食反應了。
那么,這種反應背后,究竟有怎樣的化學物質基礎呢?我們把研究的注意力集中到了一種神經信號分子上,那就是章魚胺(Octopamine)。這種分子最早在章魚的唾液腺中被發現,它是去甲腎上腺素的“無脊椎動物版”,在昆蟲的神經系統中也發揮著重要的作用。
在用遺傳學方法阻斷了果蠅體內章魚胺的合成之后,這些果蠅的覓食行為也會隨之消失——即使斷了糧,這些具有基因缺陷的小果蠅也不會燃起找食物的斗志,它們依然會像吃飽的果蠅一樣表現出一副懶洋洋的樣子。不過,這些“懶”果蠅還沒有忘了“飯來伸手”的基本生存技能。如果把食物擺到它們嘴邊,這些“懶”果蠅依然會狼吞虎咽地吃個肚圓,飯量絲毫不比其他餓肚子的果蠅差,這不僅讓人想起了民間故事里脖子上套餅的懶漢。而且,這些果蠅對食物的選擇也和其他果蠅一樣——在餓肚子時,它們都更偏愛熱量高的食物,即使面對兩種味道相似的食物,也可以從中挑出更能補充體力的那一種。只不過,缺少覓食動力的果蠅們可能需要更長時間才能找到合適的選擇。
這個發現也說明,“找東西吃”與“吃東西”這兩件事盡管看起來一氣呵成,但它們其實是兩個不同的過程,它們背后的生理機制也有差異。那么,究竟饑餓如何分別激活了“找東西吃”和“吃東西”的機制,又保證動物們能夠足夠機智,在有吃的時候放開肚皮吃飯,沒吃的時候邁開腳步覓食呢?這就需要進一步研究進行探索了。