Comment les mouches des fruits échappent aux prédateurs
Les gros interneurones aident les mouches à fruits à réagir rapidement aux menaces.
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Table des matières
- L'Importance des Réponses d'évasion
- Le Circuit d'Évasion
- Observations dans la Nature
- Expériences avec les Fibres Géantes
- Temps de réaction et Séquences d'Évasion
- Comparaison avec d'Autres Chemins
- Rencontres avec de Vrais Prédateurs
- Le Rôle des Stimuli visuels
- Idées Tirées de l'Expérience de Compétition
- Analyse des Schémas d'Attaque
- Conclusion
- Source originale
Dans le monde animal, échapper aux prédateurs est super important pour survivre. Certains animaux, comme les mouches à fruits, ont des neurones spéciaux appelés interneurones géants qui les aident à réagir vite face aux menaces. Ces cellules permettent aux signaux de circuler rapidement entre le cerveau et les muscles, ce qui facilite le décollage des mouches quand elles détectent un danger. Cet article parle du rôle de ces interneurones géants pour aider les mouches à fuir les prédateurs, avec des expériences montrant à quel point ils sont cruciaux pour survivre.
Réponses d'évasion
L'Importance desQuand des menaces approchent, les animaux doivent agir vite. Dans de nombreuses espèces, les interneurones géants participent à cette réponse rapide. Ces interneurones, souvent plus grands que les neurones normaux, aident à accélérer la communication dans le système nerveux. Pour les mouches à fruits, ces fibres géantes sont essentielles pour leur comportement d'évasion, leur permettant de se propulser dans les airs quand elles détectent un prédateur.
Le Circuit d'Évasion
Le circuit d'évasion d'une mouche comprend plusieurs chemins qui lui permettent de réagir à un prédateur. Les interneurones géants sont considérés comme le centre de commande principal, envoyant des signaux rapides qui déclenchent une réponse d'évasion. Cependant, ils font partie d'un réseau plus large qui inclut aussi des interneurones plus petits. Cela signifie que même si les fibres géantes ne fonctionnent pas bien, les mouches peuvent quand même essayer de fuir, mais ce ne sera peut-être pas aussi efficace.
Observations dans la Nature
Dans la nature, les mouches peuvent être attaquées par différents prédateurs, comme les demoiselles. La vitesse de ces attaques met les mouches sous pression pour réagir instantanément. Le vol de la demoiselle imite souvent une menace imminente, c'est-à-dire qu'un objet semble grossir à mesure qu'il s'approche. Les mouches doivent prendre des décisions rapides pour savoir si elles s'envolent rapidement ou avancent plus lentement pour éviter le danger.
Expériences avec les Fibres Géantes
Les chercheurs ont utilisé des outils génétiques spécifiques pour étudier les fibres géantes chez les mouches à fruits. En désactivant les fibres géantes, ils ont pu observer comment cela affectait les réponses des mouches face à des menaces artificielles créées par des objets simulés qui s'approchaient d'elles. Les résultats ont montré que les mouches avec des fibres géantes inactives mettaient plus de temps à réagir aux menaces par rapport à celles avec des fibres actives.
Temps de réaction et Séquences d'Évasion
Quand les mouches s'envolaient en réponse aux menaces, les chercheurs mesuraient deux aspects : le temps de réaction, c'est-à-dire la rapidité avec laquelle elles commencent à décoller, et le temps d'évasion, qui est le temps qu'il leur faut pour quitter le sol après avoir commencé à décoller. Étonnamment, le temps de réaction n'était pas significativement différent entre les mouches avec des fibres géantes actives et celles sans. Cependant, le temps d'évasion était nettement plus court pour les mouches avec des fibres actives. Cela signifie que bien que les fibres géantes ne semblent pas accélérer la réaction initiale, elles jouent un rôle essentiel dans la rapidité avec laquelle une mouche peut prendre son envol une fois qu'elle décide de fuir.
Comparaison avec d'Autres Chemins
Les mouches peuvent s'échapper par différents chemins dans leur système nerveux. L'étude a révélé que lorsque les fibres géantes étaient désactivées, les mouches réussissaient quand même à décoller, mais elles le faisaient plus lentement. Cela met en évidence l'importance des fibres géantes pour garantir que les mouches empruntent le chemin d'évasion le plus rapide.
Rencontres avec de Vrais Prédateurs
Pour voir comment ces mécanismes d'évasion fonctionnaient dans la vraie vie, les chercheurs ont mis des mouches à fruits dans des situations où elles étaient confrontées à de véritables demoiselles. Ils ont observé combien de fois les mouches réussissaient à s'échapper et à quel point leurs stratégies d'évasion étaient efficaces. Il s'est avéré que les mouches sans fibres géantes fonctionnelles étaient capturées plus souvent que celles avec des fibres actives.
Stimuli visuels
Le Rôle desLes mouches à fruits comptent sur leur vision pour détecter les prédateurs. Les fibres géantes aident à traiter les informations provenant des indices visuels, comme la taille et la vitesse d'une menace qui approche. Quand les mouches voient un prédateur se rapprocher, les fibres géantes les aident à réagir avant qu'il ne soit trop tard. Si les fibres géantes ne sont pas actives, les mouches peuvent rester immobiles trop longtemps et devenir des cibles faciles.
Idées Tirées de l'Expérience de Compétition
Dans une expérience, des mouches de différentes compositions génétiques ont été placées dans des chambres avec des demoiselles. Certaines mouches avaient leurs fibres géantes désactivées, tandis que d'autres fonctionnaient normalement. Les résultats ont montré que les mouches avec les fibres silencieuses étaient désavantagées, se faisant capturer plus souvent que celles avec des fibres actives. Cela a confirmé que les fibres géantes sont cruciales pour aider les mouches à survivre lors de scénarios de prédation réels.
Analyse des Schémas d'Attaque
Les chercheurs ont aussi enregistré le comportement des demoiselles lorsqu'elles attaquaient les mouches. Ils ont regardé à quelle distance les prédateurs s'approchaient avant de frapper et à quelle vitesse ils avançaient. Il a été constaté que les demoiselles attaquaient plus lentement en ciblant les mouches avec des fibres géantes silencieuses. Ce comportement suggère que les demoiselles remarquaient l'aptitude réduite à s'échapper de leurs proies et ajustaient leurs attaques en conséquence.
Conclusion
Les résultats de ces études révèlent que les interneurones géants jouent un rôle vital pour aider les mouches à fruits à s'échapper des prédateurs. Bien qu'ils n'accélèrent pas nécessairement les temps de réaction initiaux, ils réduisent significativement le temps qu'il faut aux mouches pour décoller une fois qu'elles décident de fuir. En s'activant au bon moment, les fibres géantes garantissent que les mouches peuvent exécuter la séquence d'évasion la plus rapide pour éviter d'être capturées. À travers diverses expériences et observations, il est clair que ces interneurones géants sont un facteur clé dans la survie des mouches à fruits dans la nature.
Titre: A survival-critical role for Drosophila giant interneurons during predation
Résumé: Large axon-diameter descending neurons are metabolically costly but transmit information rapidly from sensory neurons in the brain to motor neurons in the nerve cord. They have thus endured as a common feature of escape circuits in many animal species where speed is paramount. Though often considered isolated command neurons triggering fast-reaction-time, all-or-none escape responses, giant neurons are just one of multiple parallel pathways enabling selection between behavioral alternatives. Such degeneracy among escape circuits makes it unclear if and how giant neurons benefit prey fitness. Here we competed Drosophila melanogaster flies with genetically-silenced Giant Fibers (GFs) against flies with functional GFs in an arena with wild-caught damselfly predators and find that GF silencing decreases prey survival. Kinematic analysis of damselfly attack trajectories shows that decreased prey survival fitness results from GF-silenced flies failing to escape during predator attack speeds and approach distances that would normally elicit successful escapes. When challenged with a virtual looming predator, fly GFs promote survival by enforcing selection of a short-duration takeoff sequence as opposed to reducing reaction time. Our findings support a role for the GFs in promoting prey survival by influencing action selection as a means to enhance escape performance during realistically complex predation scenarios.
Auteurs: Gwyneth M Card, C. M. Chai, C. Morrow, D. D. Parikh, C. R. von Reyn, A. Leonardo
Dernière mise à jour: 2024-05-01 00:00:00
Langue: English
Source URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.04.30.591368
Source PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.04.30.591368.full.pdf
Licence: https://creativecommons.org/licenses/by/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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