作者:RIKEN 图1:普通果蝇的生命周期
当幼虫(右下)接近蛹期(左下)时，它们经历新陈代谢和营养消耗的主要转变
信用:克劳斯鲁努/科学图片库 瑞典发展生物学家利用实验和数学模型分析了果蝇幼虫变态前的转变1
他们还确定了这些转变背后的生存策略
虽然是在果蝇身上进行的，但他们的研究可能与包括人类在内的其他物种有关
现在消费还是为将来储蓄并不是人类独有的困境
果蝇的幼虫也必须决定是消耗储存的营养还是保存起来以备后用
果蝇生命周期中的幼虫阶段是一场生存斗争，发育中的果蝇争夺营养直到达到一定的临界体重
在这个成熟检查点之前，饥饿基本上阻止了幼虫的生长，许多苍蝇在这个阶段死亡
但是，超过临界体重阈值会触发进入蛹期，随后的器官和组织发育甚至会在缺乏营养的情况下进行
然而，这些过程的代谢基础尚未完全了解
现在，RIKEN生物系统动力学研究中心的西村隆史和他的同事已经模拟了正在发育的动物的营养管理
西村说:“我们发现对抗饥饿的最佳策略可以通过结合果蝇实际生活史的数学模型来预测。”
研究小组的模型显示，在早期幼虫阶段，苍蝇为了立即生存，通过消耗储存的营养物质来应对饥饿
但是一旦幼虫进入成熟阶段，对禁食的反应就转移到保存储存资源的策略上，通过成功完成成熟而有利于长期健康
成熟主要由被称为蜕皮甾类的类固醇激素控制
研究人员深入了解了当幼虫进入成熟期时，这些信号分子如何调节代谢活动的变化
例如，他们观察到在糖原、甘油三酯和其他必需生物分子的储存中存在明显的蜕皮甾类介导的调节，这种调节既能维持发育过程，包括变态，又能在匮乏时期为成蝇提供必需的生存资源
该小组的分析揭示了在幼虫成熟阶段影响这种代谢变化的特定酶途径
这一发现填补了我们对发育中的昆虫如何随着其生命周期中的生物能需求变化而维持其代谢平衡的理解的一个关键空白
这项研究也与更广泛的动物相关
西村希望他们的发现将为未来研究其他物种如何在发育过程中调节代谢活动铺平道路
“许多生物都有类似的检查点系统，包括哺乳动物，”他说
“然而，尚不清楚是什么途径允许这种成熟——例如，在青春期初期的人类
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