在本能行为中，个体的决策并非一成不变，而是随着内在生理状态与外部环境的变化而动态调整。对于雄性动物而言，如何在“挑剔地选择优质配偶”与“不错失难得的交配机会”之间找到平衡，是影响繁殖成功率的关键问题。然而，这种动机状态的调节机制及其生理基础仍缺乏系统性的理解。

2026年1月15日，生命中心、清华大学生命科学学院、清华-IDG/麦戈文脑科学研究院张伟课题组在 Nature Communications 发表了题为 “Brain-gonad axes harmonize male mating drive and reproductive strategy via steroid hormones”的研究论文，揭示了一条由类固醇激素介导的脑-性腺轴神经回路，阐明了雄性动物如何同步调控求偶动机与繁殖资源分配策略。

研究发现，当雄性经历“性唤起但未完成交配”的状态（sexual priming）后，其后续的求偶行为会发生明显改变。在果蝇与小鼠模型中，性唤起并未进一步增强雄性对高繁殖力配偶的偏好，而是整体提升了其交配动机，使雄性对繁殖力较低的“次优配偶”同样表现出更高的求偶和交配行为。这表明，性唤起并非简单地削弱雄性识别配偶质量的能力，而是使其进入一种整体交配动机上调的状态，通过降低其择偶标准，增加对后续交配机会的把握。

图1.性唤起状态提升雄性的交配动机

进一步的机制研究表明，这种动机状态的转变与体内循环类固醇激素水平的短时升高密切相关。在果蝇中，性唤起可以引发体液中 20-hydroxyecdysone（20E）水平上升；在小鼠中，则伴随血清睾酮浓度增加。功能性实验表明，外源补充相应激素即可模拟性唤起对交配动机的增强效应，提示类固醇激素是驱动这一状态转换的关键内分泌信号。

值得注意的是，激素信号并非单向作用于行为输出。在果蝇中，研究揭示了一个双向调控的脑-性腺反馈环路：生殖系统释放的 20E 可通过其受体 DopEcR 直接增强大脑中 P1 求偶神经元的兴奋性，而 P1 神经元又通过下行通路作用于腹神经索中的 Crz 神经元，进一步调控性腺激素的释放与准备过程。这一回路使得性唤起诱导的高动机状态得以维持和放大，从而在行为与内分泌层面实现协调一致的调控。

图2.脑-性腺轴双向反馈环路协调动机与繁殖策略

除了行为层面的变化，研究还发现高动机状态会同步影响雄性的生殖资源分配策略。性唤起后的雄性在与次优配偶交配时，会在射精及交配栓形成等环节投入更多的生殖资源。这一调整被认为有助于提高生殖效率，同时避免已在性腺中储备的繁殖物质长期累积，从而在繁殖收益与生理负担之间取得平衡。

图3.性唤起促使雄性增加对次优配偶的繁殖资源投入

总体而言，该研究揭示一种演化上保守的行为策略：在特定性经验状态下，雄性可通过类固醇激素介导的脑-性腺轴反馈机制，将“交配动机的提升”与“繁殖策略的调整”整合为一个统一的生理过程。这一发现不仅加深了对本能行为调控机制的理解，也为理解内分泌信号如何协调复杂行为决策提供了重要线索。

清华-北大生命科学联合中心、清华大学生命科学学院、清华-IDG/麦戈文脑科学研究院、膜生物学全国重点实验室张伟副教授为本文通讯作者。清华大学生命科学学院2021级博士生李可欣和清华大学生命科学学院2023级博士生靳跃为本文共同第一作者。此外，清华大学生命科学学院2021级博士生单泓锟、生命科学学院吝易副教授对本工作做出了重要贡献。本研究得到了中华人民共和国科技部、国家自然科学基金委和清华大学生命科学国之栋梁-“创新科研专项”等机构和基金的支持。张伟课题组受到清华-北大生命科学联合中心和清华大学-IDG/麦戈文脑科学研究院的支持。

原文链接

https://www.nature.com/articles/s41467-025-68275-2