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Moscas de la fruta y sus sorprendentes elecciones de comida

Las moscas de la fruta a menudo eligen comida contaminada, lo que plantea preguntas sobre su comportamiento y salud.

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La inmunidad conductual es una forma en que los animales se protegen de enfermarse. Esto implica acciones que realizan para evitar lugares u otros seres que pueden llevar gérmenes. Por ejemplo, muchos animales, sobre todo los invertebrados como los insectos, tienen sentidos especiales que les ayudan a detectar gérmenes. Estos sentidos incluyen el gusto y el olfato. Cuando perciben Bacterias dañinas, pueden cambiar su comportamiento para mantenerse a salvo.

La Drosophila melanogaster, comúnmente conocida como moscas de la fruta, es un modelo importante para estudiar estos comportamientos. Pueden detectar ciertos olores de las bacterias, lo que puede impedirles poner huevos, acercarse o incluso comer Comida que contenga gérmenes peligrosos. Esta habilidad para evitar gérmenes es crucial para su supervivencia y ayuda a prevenir enfermedades.

Importancia de Estudiar la Evitación de Patógenos

Aunque sabemos mucho sobre cómo algunos animales evitan gérmenes, aún no entendemos del todo cómo diferentes individuos dentro de una especie pueden comportarse de manera diferente en este aspecto. Por ejemplo, algunas moscas de la fruta pueden tener reacciones más fuertes a los gérmenes que otras, y esta diferencia podría estar relacionada con sus genes. Es importante estudiar estas diferencias porque pueden enseñarnos mucho sobre cómo los animales se adaptan a sus entornos y sobreviven a amenazas de enfermedades.

Entender cómo estos comportamientos difieren entre individuos puede ilustrar efectos ecológicos y evolutivos más amplios. Por ejemplo, cómo los animales encuentran comida es esencial, ya que se relaciona con su salud y reproducción. Sin embargo, comer también puede exponerlos a gérmenes. Así que investigar cómo responden los animales individuales a la exposición a patógenos puede ayudar a explicar patrones en la propagación de enfermedades entre las poblaciones.

Variación Genética en la Evitación de Patógenos

En nuestros estudios, queríamos ver cómo diferentes líneas de moscas de la fruta reaccionaban a la presencia de patógenos en su comida. Observamos específicamente 122 líneas genéticas diferentes de estas moscas. Se les dio la opción entre comida limpia y comida contaminada con una bacteria llamada Pseudomonas entomophila. Sorprendentemente, la mayoría de las moscas prefirió la comida contaminada, indicando que muchas no la evitaron como se esperaba.

Las respuestas variaron, mostrando que hay una variación genética considerable en cuánto evitan las diferentes moscas las fuentes de comida contaminada. Esta variación parece tener una base genética débil. Aunque encontramos algunas diferencias en sus comportamientos, la elección de alimentarse con comida contaminada fue generalizada.

Midiendo la Preferencia en Alimentación

Para entender mejor estas elecciones, usamos diferentes métodos para medir con qué frecuencia las moscas de la fruta probaban comida limpia en comparación con la contaminada. Al analizar sus preferencias a lo largo del tiempo, podemos medir cuánto les atrae o les disuade de los patógenos.

Muchas de las líneas de moscas de la fruta mostraron preferencia por el sustrato contaminado, lo que plantea preguntas sobre los mecanismos subyacentes que impulsan estos comportamientos. Algunas moscas que estaban más activas al comer mostraron preferencias más fuertes por la comida contaminada, pero esto no fue un patrón claro.

Probando Respuestas a Otros Patógenos

Para ver si la preferencia por la comida contaminada era consistente, ampliamos nuestras pruebas para incluir más tipos de bacterias, como Pseudomonas aeruginosa y Providencia rettgeri. En un nuevo grupo de moscas derivadas de nuestras líneas iniciales, tanto moscas machos como hembras mostraron una atracción general hacia la comida contaminada, especialmente cuando estaban expuestas a Pseudomonas entomophila.

Curiosamente, también descubrimos que cuando las concentraciones de bacterias eran más altas, las moscas comenzaron a evitar la comida dañina. Esto sugiere que, mientras que las moscas pueden sentirse atraídas por concentraciones más bajas de gérmenes, las concentraciones más altas les hacen detectar el peligro y cambiar su comportamiento alimentario.

Investigando Susceptibilidad a Infecciones

Queríamos explorar si algunas moscas podrían mostrar una preferencia más fuerte por la comida contaminada porque podrían ser más resistentes a infecciones. Probamos esto infectando líneas de moscas con la bacteria y monitoreando sus tasas de supervivencia. Nuestros hallazgos indicaron que no había diferencias claras en cuán susceptibles eran según sus preferencias alimentarias. Esto sugiere que sentirse atraído por comida contaminada no se traduce en tener mejor resistencia a infecciones.

Rol del Sistema Inmunológico

En nuestra investigación, también investigamos si los sistemas inmunológicos de las moscas jugaban un papel en sus preferencias alimentarias. Usamos moscas con funciones inmunológicas alteradas para ver si esto afectaba su atracción hacia la comida contaminada. Curiosamente, interrumpir vías inmunológicas clave no cambió significativamente su atracción hacia los patógenos. Esto muestra que los comportamientos que observamos pueden no estar impulsados directamente por respuestas inmunitarias.

Identificando Variantes Genéticas Vinculadas a Preferencias

Usando análisis Genéticos avanzados, nuestro objetivo era encontrar variantes genéticas específicas que pudieran explicar las diferencias en preferencias alimentarias. Realizamos un estudio de asociación del genoma (GWAS) e identificamos algunas asociaciones en uno de los cromosomas de las moscas.

Varios genes cerca de estas variantes están relacionados con procesos como la ingesta de alimentos y la detección de proteínas. Este hallazgo sugiere que la atracción hacia la comida contaminada puede tratarse menos de evitar patógenos y más de buscar nutrientes, particularmente proteínas que proporcionan las bacterias.

Implicaciones de las Preferencias Alimentarias

Este patrón de atracción hacia la comida contaminada por patógenos puede tener ramificaciones significativas en cómo se propagan las enfermedades. Si muchas moscas prefieren alimentarse de comida que contiene bacterias, aumenta sus probabilidades de entrar en contacto y contagiarse de estos gérmenes. Esto puede llevar a tasas más altas de Infección en las poblaciones de moscas.

Los efectos evolutivos de estos comportamientos dependen del equilibrio entre los beneficios de la ganancia de nutrientes al comer bacterias y los costos asociados con posibles infecciones.

Conclusión: La Complejidad de la Evitación Conductual

En conclusión, aunque sabemos que evitar patógenos es vital para la supervivencia, descubrimos que muchas moscas de la fruta no muestran una tendencia fuerte a evitar fuentes de comida infectadas. En cambio, parecen buscar estas fuentes probablemente por su contenido nutricional. Este comportamiento plantea preguntas importantes sobre cómo estas decisiones impactan la salud y la dinámica de enfermedades en poblaciones naturales.

La investigación futura debería explorar más por qué existen estas preferencias y cómo podrían influir en los patrones ecológicos y evolutivos más amplios que vemos en las interacciones huésped-patógeno. Al entender mejor estas dinámicas, podemos obtener perspectivas sobre la compleja relación entre dieta, enfermedad y estrategias de supervivencia.

Fuente original

Título: Genetic variation in trophic avoidance shows fruit flies are generally attracted to bacterial pathogens

Resumen: Pathogen avoidance behaviours are often assumed to be an adaptive host defence from infection. However, there is limited experimental data on the prerequisite for this assumption: heritable, intrapopulation phenotypic variation for avoidance. We investigated trophic pathogen avoidance in 122 inbred Drosophila melanogaster lines, and in a derived outbred population. Using the FlyPAD system, we tracked the feeding choice that flies made between substrates that were either clean or contained a bacterial pathogen. We uncovered significant, but weakly heritable variation in the preference index among fly lines. However, instead of avoidance, most lines demonstrated a preference for several bacterial pathogens, showing avoidance only for extremely high bacterial concentrations. Bacterial preference was not associated with susceptibility to infection and was retained in flies with disrupted immune signalling. Phenotype-genotype association analysis indicated several novel genes (CG2321, CG2006, ptp99A) associated with increased preference for the bacterial substrate, while the amino-acid transporter sobremesa was associated with greater aversion. Together with previous work showing fitness benefits of consuming high-protein diets, our results suggest that bacterial attraction may instead reflect a dietary preference for protein over carbohydrate. More work quantifying intrapopulation variation in avoidance behaviours is needed to fully assess its importance in host-pathogen evolutionary ecology.

Autores: Pedro F Vale, K. Monteith, P. Thornhill

Última actualización: 2024-05-14 00:00:00

Idioma: English

Fuente URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.05.09.593162

Fuente PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.05.09.593162.full.pdf

Licencia: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

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