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線蟲的性神經元

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王道還｜中央研究院歷史語言研究所助理研究員

兩性因為生殖分工，形態、生理、行為上都有差異。行為上的差異不僅表現在求偶與交配，還有學習能力。因為為了達成生殖目的，獲得最大生殖利益，兩性的學習目標並不一樣。

線蟲有兩種，一種是雌雄同體，毋需尋找生殖伙伴；一種是雄性，必須求偶。結果，雄性有許多與生殖相關的行為，雌雄同體的個體沒有展現過。而且雄性獨有的性行為是神經發育過程的產物，雄性配備了特有的感覺、運動神經元，以及神經聯繫，不然就無法成功交配。

最近一個英美科學家團隊在雄性線蟲頭部發現了一對中介神經元，是「性制約」的必要神經元。這個發現令研究人員非常驚訝，因為關於線蟲的解剖、神經聯繫，以及細胞系譜，學界早已摸清楚了。例如雌雄同體線蟲的成年身體由959個細胞構成；雄性則有1,031個細胞。雄性神經系統的神經元數量較多，聯繫也比較複雜。

這一對新發現的神經元，研究人員叫做「雄性特有的神祕細胞」（MCM）。一方面強調學者過去沒有發現它們的事實；另一方面則強調它們的起源出人意表。原來這對神經元是由成熟的神經膠細胞分化而來，並不是神經元幹細胞。此外，這對神經元形成的神經聯繫，功能主要與「性制約」有關。所謂制約，就是學習；性制約，指與求偶有關的學習。

話說雄性線蟲尋找配偶，透過兩個機制，一是偵測雌性費洛蒙；一經由尾部的直接接觸。此外，線蟲有學習能力，如記得與食物有關的氣味，或受鹽的吸引。但是線蟲也會逃避飢餓時經驗過的氣味，以及鹽。換句話說，飢餓記憶會讓線蟲產生逃避行動。

不過，要是飢餓經驗包括了鹽以及異性，雄性就不會產生對於鹽的惡感。學者認為，這表示「色」的記憶比「食」的記憶還要刻骨銘心。這也難怪，因為生活的目的是創造宇宙繼起的生命，即生殖。

研究人員還發現，發育過程中，雄性線蟲的這兩個神經元要是遭到破壞，性反應不變，但是性制約反應便減弱了。

參考資料

Sammut, M., et al. (2015) Glia-derived neurons are required for sex-specific learning in C. elegans. Nature, 526(7573), 385-390.

資料來源

《科學發展》2015年12月，516期，76 ~ 79頁

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