Signaux de cour dans les mouches à fruits
Une étude révèle comment les mouches à fruits communiquent pendant les rituels d'accouplement.
Gilad Barnea, J. D. Fisher, A. M. Crown, A. Sorkac, S. Martinez-Machado, N. J. Snell, N. Vishwanath, S. Monje, A. Vo, A. H. Wu, R. A. Mosneanu, A. M. Okoro, D. Savas, B. Nkera, P. Iturralde, A. Kumari, C. Chou-Freed, G. G. Hartmann, M. Talay
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Table des matières
Dans le royaume animal, les créatures ont développé différentes manières de montrer qu'elles sont prêtes à s'accoupler. Ces signes aident les partenaires potentiels à en apprendre plus sur le type, le sexe et la santé globale de l'animal. Les démonstrations de cour réunissent souvent une série d'actions spécifiques qui mènent à l'accouplement. Les différentes espèces utilisent diverses façons d'attirer l'attention d'un partenaire, comme des sons, des images, des touches et des odeurs.
La cour chez les mouches à fruits
Prenons l'exemple de la mouche à fruits. La mouche à fruits utilise plein de signaux pour essayer de trouver un partenaire. Elles communiquent à travers des visuels, des sons, des touches, des goûts et des odeurs. Parmi les odeurs, elles se servent de produits chimiques spéciaux appelés phéromones pour déterminer si un partenaire est adapté. Ce qui est intéressant, c'est que l'environnement d'une mouche, comme l'odeur de la nourriture, peut aussi influencer à quelle fréquence elles s'accouplent.
Les mouches à fruits mâles et femelles se comportent différemment pendant la cour. Ça veut dire qu'elles réagissent de façons différentes aux odeurs. Des études ont montré que les mâles et les femelles ont des voies différentes dans leur cerveau pour traiter ces odeurs.
Différences liées au sexe dans le cerveau des mouches à fruits
Les différences liées au sexe dans le cerveau de la mouche à fruits proviennent de l'expression de protéines uniques, appelées facteurs de transcription. Les mâles ont des versions spécifiques de ces protéines, qui les aident à développer des cellules cérébrales spéciales réagissant aux odeurs. Chez les mâles, certaines cellules cérébrales qui réagissent à des odeurs spécifiques importantes pour la cour sont actives. Ces odeurs incluent des phéromones qui attirent les femelles ou inhibent les mâles de s'accoupler.
Il y a des groupes précis de ces cellules cérébrales sensibles aux odeurs chez les mâles. Elles réagissent différemment à des odeurs spécifiques qui jouent un rôle dans leur comportement d'accouplement. Par exemple, certaines cellules cérébrales réagissent aux phéromones produites par les mâles et les femelles, tandis que d'autres ne réagissent qu'aux phéromones produites par les mâles. Il y a aussi un groupe de cellules qui réagit aux odeurs qui ne sont pas des phéromones mais liées à la nourriture.
La façon dont ces différentes cellules cérébrales interagissent suggère qu'elles peuvent s'influencer mutuellement. Cependant, comme elles se trouvent dans des zones séparées du système sensoriel de la mouche, il est moins probable qu'elles interagissent directement. Au lieu de cela, elles pourraient partager des informations à travers d'autres types de cellules qui les relient.
Cartographie des voies cérébrales
Pour mieux comprendre comment les mouches à fruits mâles réagissent aux signaux de cour, les chercheurs ont cartographié les voies dans le cerveau que ces signaux empruntent. Ils ont découvert que la région du cerveau appelée le cornet latéral joue un rôle clé dans l'intégration des odeurs importantes pour la cour. Malgré la connaissance de ce qui existe dans cette partie du cerveau, on ne sait pas encore comment ces cellules travaillent ensemble pour influencer le comportement.
Les scientifiques ont remarqué que certaines Neurones spécifiques dans le cornet latéral réagissent aux mêmes phéromones qui influencent le comportement de cour des mâles. Toutefois, les connexions entre les différentes voies affectant les signaux de cour doivent encore être étudiées de manière plus approfondie.
La nouvelle technique : ds-Tango
Pour mieux explorer ces connexions, les chercheurs ont développé une nouvelle méthode appelée ds-Tango, qui aide à suivre comment les signaux circulent dans les circuits cérébraux. Cette méthode permet aux scientifiques de voir comment différentes couches de neurones communiquent entre elles. Ça les aide à analyser comment les signaux des odeurs liées à la cour se déplacent à travers le cerveau.
En utilisant cette nouvelle méthode, les chercheurs ont retracé les voies des neurones réagissant aux odeurs importantes de cour chez les mouches à fruits mâles. Ils ont découvert que ces voies mènent à un groupe commun de neurones cérébraux appelés neurones Maiandros.
Le rôle des neurones Maiandros
Les neurones Maiandros semblent jouer un rôle majeur dans le traitement des odeurs qui influencent le comportement de cour des mâles. Ces neurones reçoivent des signaux de plusieurs voies, ce qui signifie qu'ils aident à intégrer différentes odeurs qui peuvent soit encourager, soit réprimer la cour. Lorsque les chercheurs ont inhibé ces neurones, ils ont constaté que les mouches mâles montraient plus d'intérêt à courtiser d'autres mâles, ce qui indique que les neurones Maiandros gardent généralement le comportement de cour sous contrôle.
Comment les neurones influencent la cour
Pour aller plus loin, les chercheurs ont examiné comment la structure et la fonction des neurones Maiandros affectaient la cour des mâles. Ils ont utilisé divers outils génétiques pour voir où ces neurones se trouvent et quel rôle ils jouent.
Ils ont découvert que ces neurones ont des parties qui se connectent au cornet latéral mais envoient leurs signaux à une autre région cérébrale connue sous le nom de protocérébrum ventrolatéral antérieur. Cela suggère que les neurones Maiandros aident à partager des informations importantes sur l'accouplement de la partie sensorielle du cerveau à des zones responsables de traiter ces informations en actions.
Conclusion
L'étude de la manière dont les mouches à fruits attirent des partenaires montre comment les animaux utilisent des systèmes de signalisation complexes pour assurer une reproduction réussie. En développant des méthodes comme ds-Tango, les scientifiques peuvent mieux comprendre ces processus, ce qui mène à des idées sur comment le cerveau intègre des informations sensorielles pour guider le comportement. Les découvertes sur les neurones Maiandros sont essentielles pour saisir comment différents signaux sensoriels peuvent influencer les comportements d'accouplement, et elles aident à révéler le câblage complexe du cerveau des mouches à fruits. Ce genre de connaissance peut aussi avoir des implications plus larges pour l'étude de comportements similaires chez d'autres animaux.
En résumé, les animaux ont toute une gamme de façons de faire savoir qu'ils sont prêts à s'accoupler, et comprendre ces comportements met en lumière la complexité de leurs interactions et méthodes de communication. La recherche sur les mouches à fruits sert de fenêtre précieuse sur le monde fascinant du comportement animal, notamment en ce qui concerne les stratégies d'accouplement.
Titre: Convergent olfactory circuits for courtship in Drosophila revealed by ds-Tango
Résumé: Animals exhibit sex-specific behaviors that are governed by sexually dimorphic circuits. One such behavior in male Drosophila melanogaster, courtship, is regulated by various sensory modalities, including olfaction. Here, we reveal how sexually dimorphic olfactory pathways in male flies converge at the third-order, onto lateral horn output neurons, to regulate courtship. To achieve this, we developed ds-Tango, a modified version of the monosynaptic tracing and manipulation tool trans-Tango. In ds-Tango, two distinct configurations of trans-Tango are positioned in series, thus providing selective genetic access not only to the monosynaptic partners of starter neurons but also to their disynaptic connections. Using ds-Tango, we identified a node of convergence for three sexually dimorphic olfactory pathways. Silencing this node results in deficits in sex recognition of potential partners. Our results identify lateral horn output neurons required for proper courtship behavior in male flies and establish ds-Tango as a tool for disynaptic circuit tracing.
Auteurs: Gilad Barnea, J. D. Fisher, A. M. Crown, A. Sorkac, S. Martinez-Machado, N. J. Snell, N. Vishwanath, S. Monje, A. Vo, A. H. Wu, R. A. Mosneanu, A. M. Okoro, D. Savas, B. Nkera, P. Iturralde, A. Kumari, C. Chou-Freed, G. G. Hartmann, M. Talay
Dernière mise à jour: 2024-10-23 00:00:00
Langue: English
Source URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.10.23.619891
Source PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.10.23.619891.full.pdf
Licence: https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/
Changements: Ce résumé a été créé avec l'aide de l'IA et peut contenir des inexactitudes. Pour obtenir des informations précises, veuillez vous référer aux documents sources originaux dont les liens figurent ici.
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