accoppiamento Drosophila coppia su una mela. Credito:Benjamin Fabian / Istituto Max Planck per l'ecologia chimica
L'odore di aceto aumenta la percezione di un feromone sessuale maschile nel cervello della femmina non accoppiata Drosophila melanogaster vola, come ha scoperto ora un team di scienziati del Dipartimento di Neuroetologia Evolutiva. I ricercatori sono stati in grado di identificare il meccanismo neuronale sottostante nel cervello di Drosophila vola. Esperimenti precedenti avevano rivelato che il feromone maschile cis-vaccetil acetato attiva il glomerulo DA1 nel cervello delle mosche femmine. I glomeruli sono unità funzionali sferiche nel lobo antennale, il centro olfattivo nel cervello di mosca.
"Siamo stati in grado di dimostrare nel nostro studio che l'odore di aceto migliora significativamente le reazioni delle mosche femminili al feromone sessuale maschile. Entrambi gli odori insieme intensificano l'attivazione di DA1, " spiega Silke Sachse, capo del gruppo di ricerca "Codifica olfattiva". Gli scienziati hanno osservato questo effetto solo nelle mosche vergini non accoppiate; era assente nei maschi e nelle femmine accoppiate.
Analizzando i meccanismi neurali sottostanti, i neurobiologi sono stati in grado di chiarire come i segnali degli odori sono stati elaborati nel cervello della mosca e determinare quali aree del cervello sono state attivate. Hanno usato tecniche di imaging funzionale per monitorare e visualizzare l'attività cerebrale indotta dal feromone sessuale, dall'aceto, e da entrambi gli odori insieme.
Le linee di mosca transgeniche sono state cruciali per gli esperimenti. In queste mosche, sinapsi elettriche selezionate, connessioni tra classi specifiche di cellule nervose, erano state messe a tacere. Le varie linee hanno aiutato i ricercatori a individuare i neuroni coinvolti nel trasferimento del segnale ea localizzare con precisione il sito neuronale dell'interazione di due odori. "Siamo stati in grado di dimostrare che l'attivazione potenziata del glomerulo DA1 è mediata da una cosiddetta "eccitazione laterale" in una particolare classe di neuroni. Diversi glomeruli vicini nel cervello rispondono all'odore dell'aceto, e l'eccitazione da quei glomeruli viene trasmessa a DA1 tramite sinapsi elettriche, "dice il primo autore, Sudeshna Das, che è venuto al Max Planck Institute come membro della Fondazione Alexander von Humboldt. Il feromone sessuale maschile, in contrasto con l'aceto, attiva DA1 direttamente attraverso il recettore olfattivo specializzato Or67d. Così entrambi gli odori attivano lo stesso glomerulo olfattivo, solo attraverso diversi percorsi neuronali. Insieme, i profumi evocano una risposta comportamentale potenziata nelle femmine vergini, aumentando la loro volontà di accoppiarsi.
in vergine Drosophila l'odore di aceto di mosche intensifica l'effetto di un feromone sessuale maschile. L'attivazione del glomerulo DA1 è potenziata, le femmine diventano più ricettive nei confronti dei maschi corteggiatori. Credito:Silke Sachse / Istituto Max Planck per l'ecologia chimica
Dal punto di vista ecologico, questo meccanismo è estremamente importante, perché accelera l'accoppiamento quando è disponibile cibo sufficiente per le femmine e per la loro prole. "Siamo rimasti sorpresi dal fatto che questo forte miglioramento della risposta dei feromoni da parte dell'aceto sia completamente assente nelle mosche femmine accoppiate. Tuttavia, dopo aver scoperto la rilevanza comportamentale per il corteggiamento ci siamo resi conto che questo effetto ha senso solo nelle femmine vergini, "dice Silke Sachse.
La maggiore disponibilità ad accoppiarsi in presenza di cibo sufficiente è importante per il successo riproduttivo, questo è probabilmente il motivo per cui si è evoluta questa rara interazione sinergica tra le risposte a due diversi odori. "Un'interazione sinergica di due odori è estremamente rara e finora è stata appena osservata. La regola più generale è che odori diversi piuttosto si inibiscono a vicenda e portano all'inibizione della miscela che consente al sistema olfattivo di non saturarsi quando più di un odore è percepito, "Sottolinea Silke Sachse.
Effetto sinergico del feromone sessuale maschile cis-vaccetil acetato (cVA) e aceto. Credito:presentazione grafica modificata da Das et al., PNAS
I risultati hanno anche un'ulteriore rilevanza ecologica:"In natura, le mosche femmine percepiscono solo piccole quantità del feromone sessuale maschile. Da un punto di vista evolutivo sembra utile che abbiano sviluppato un meccanismo che potenzia l'effetto del feromone senza che i maschi debbano rilasciare concentrazioni più elevate. Se consideri che Drosophila le mosche hanno una vita piuttosto breve durante la quale sono costantemente minacciate dai predatori, infezioni o cibo tossico, l'accoppiamento e la riproduzione accelerati sono molto importanti per la loro sopravvivenza, " dice Sudeshna Das. [AO/KG]
