Madlugt øger hanfluernes tiltrækningskraft

Eddike lugt øger opfattelsen af ​​et feromon af mandligt køn i hjernen hos ikke -parret kvinde Drosophila melanogaster flyver, som et team af forskere fra Institut for Evolutionær Neuroetologi nu har opdaget. Forskerne var i stand til at identificere den underliggende neuronale mekanisme i hjernen af Drosophila flyver. Tidligere forsøg havde afsløret, at det mandlige feromon cis-vaccenylacetat aktiverer glomerulus DA1 i hjernen hos hunfluer. Glomeruli er sfæriske funktionelle enheder i antennelappen, duftcentret i fluehjernen.

"Vi var i stand til at vise i vores undersøgelse, at eddike lugt øger reaktionerne fra hunfluer til det mandlige køn feromon betydeligt. Begge lugte sammen intensiverer aktiveringen af ​​DA1, "forklarer Silke Sachse, leder af forskningsgruppen "Olfactory Coding". Forskerne observerede denne effekt kun hos uforenede jomfrufluer; det var fraværende hos hanner og parrede hunner.

Analyse af de underliggende neurale mekanismer, neurobiologerne var i stand til at belyse, hvordan lugtesignalerne blev behandlet i fluehjernen og bestemme, hvilke hjerneområder der blev aktiveret. De brugte funktionelle billeddannelsesteknikker til at overvåge og visualisere hjerneaktivitet induceret af kønsferomonen, med eddike, og ved begge lugte sammen.

Transgene fluelinjer var afgørende for forsøgene. I disse fluer, udvalgte elektriske synapser - forbindelser mellem bestemte klasser af nerveceller - var blevet dæmpet. De forskellige linjer hjalp forskere med at lokalisere de neuroner, der er involveret i signaloverførsel, og til præcist at lokalisere det neuronale sted for interaktionen mellem to lugte. "Vi kunne vise, at den forstærkede aktivering af glomerulus DA1 medieres af en såkaldt" lateral excitation "i en bestemt klasse af neuroner. Forskellige naboglomeruli i hjernen reagerer på lugten af ​​eddike, og excitationen fra disse glomeruli overføres til DA1 via elektriske synapser, "siger første forfatter, Sudeshna Das, der kom til Max Planck Institute som stipendiat fra Alexander von Humboldt Foundation. Feromonen af ​​det mandlige køn, i modsætning til eddike, aktiverer DA1 direkte gennem den specialiserede olfaktoriske receptor Or67d. Således aktiverer begge lugte den samme olfaktoriske glomerulus, bare gennem forskellige neuronale veje. Sammen, duftene fremkalder en forbedret adfærdsmæssig reaktion hos jomfruelige hunner, øge deres parringsvillighed.

Fra et økologisk perspektiv, denne mekanisme er ekstremt vigtig, fordi det fremskynder parring, når der er tilstrækkelig mad til rådighed for hunnerne og deres afkom. "Vi var overraskede over, at denne stærke responsforøgelse af feromonsvaret med eddike er fuldstændig fraværende i parrede hunfluer. Imidlertid, efter at have opdaget den adfærdsmæssige relevans for frieri indså vi, at denne effekt kun giver mening hos jomfruelige kvinder, ”siger Silke Sachse.

Den øgede parringsvillighed i nærvær af tilstrækkelig mad er vigtig med hensyn til reproduktiv succes, hvilket sandsynligvis er grunden til, at denne sjældne synergistiske vekselvirkning mellem reaktionerne på to forskellige lugte har udviklet sig. "En synergistisk interaktion mellem to lugte er ekstremt sjælden og er næsten ikke blevet observeret indtil nu. Den mere generelle regel er, at forskellige lugte snarere hæmmer hinanden og fører til blandingsinhibering, som gør, at lugtesystemet ikke bliver mættet, når mere end én lugt er opfattet, ”Understreger Silke Sachse.

Resultaterne har også yderligere økologisk relevans:"I naturen, hunfluer opfatter kun små mængder af det mandlige køn feromon. Ud fra et evolutionært synspunkt synes det nyttigt, at de udviklede en mekanisme, der forstærker feromonens virkning, uden at hannerne skal frigive højere koncentrationer. Hvis du overvejer det Drosophila fluer har en temmelig kort levetid, hvor de konstant er truet af rovdyr, infektioner eller giftig mad, accelereret parring og reproduktion er meget vigtig for deres overlevelse, "siger Sudeshna Das. [AO/KG]