Segnali di corteggiamento nelle mosche della frutta
Uno studio svela come le mosche della frutta comunicano durante i rituali di accoppiamento.
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
― 5 leggere min
Indice
Nel regno animale, le creature hanno sviluppato diversi modi per mostrare di essere pronte per accoppiarsi. Questi segnali aiutano i potenziali partner a conoscere il tipo, il genere e la salute generale dell'animale. Le esibizioni di corteggiamento includono spesso una serie di azioni specifiche che portano all'accoppiamento. Diverse specie usano vari modi per attirare l'attenzione di un partner, come suoni, visioni, tocchi e odori.
Corteggiamento nelle Mosche della Frutta
Prendiamo ad esempio la mosca della frutta. La mosca della frutta usa molti segnali quando cerca un partner. Comunicano attraverso visioni, suoni, tocchi, sapori e odori. Tra gli odori, usano sostanze chimiche speciali chiamate Feromoni per capire se un partner è adatto. La cosa interessante è che l'ambiente di una mosca, come l'odore del cibo, può anche influenzare quanto spesso si accoppiano.
I maschi e le femmine delle mosche della frutta si comportano in modo diverso durante il corteggiamento. Questo significa che reagiranno in modi diversi agli odori. Gli studi hanno dimostrato che maschi e femmine delle mosche della frutta hanno percorsi diversi nei loro cervelli per elaborare questi odori.
Differenze di Genere nei Cervelli delle Mosche della Frutta
Le differenze legate al sesso nel cervello della mosca della frutta derivano da come proteine uniche, chiamate fattori di trascrizione, vengono espresse. I maschi hanno versioni specifiche di queste proteine, che li aiutano a sviluppare cellule cerebrali speciali che rispondono agli odori. Nei maschi, alcune cellule cerebrali che reagiscono a odori specifici importanti per il corteggiamento sono attive. Questi odori includono feromoni che attraggono le femmine o inibiscono i maschi dall'accoppiarsi.
Ci sono gruppi specifici di queste cellule cerebrali sensibili agli odori nei maschi. Rispondono in modo diverso a odori specifici che giocano un ruolo nel loro comportamento di accoppiamento. Ad esempio, alcune cellule cerebrali rispondono ai feromoni prodotti sia dai maschi che dalle femmine, mentre altre cellule reagiscono solo ai feromoni prodotti dai maschi. C'è anche un gruppo di cellule che reagisce a odori che non sono feromoni ma sono legati al cibo.
Il modo in cui queste diverse cellule cerebrali lavorano insieme suggerisce che potrebbero influenzarsi a vicenda. Tuttavia, poiché si trovano in aree separate del sistema sensoriale della mosca, potrebbe essere meno probabile che interagiscano direttamente. Invece, potrebbero condividere informazioni attraverso altri tipi di cellule che si collegano a loro.
Mappare i Percorsi del Cervello
Per capire meglio come i maschi delle mosche della frutta rispondono ai segnali di corteggiamento, i ricercatori hanno mappato i percorsi nel cervello che questi segnali percorrono. Hanno scoperto che la regione del cervello chiamata corno laterale svolge un ruolo chiave nell'integrare odori importanti per il corteggiamento. Nonostante sappiamo quali tipi di cellule esistono in questa parte del cervello, non si sa molto su come lavorano insieme per influenzare il comportamento.
Gli scienziati hanno notato che alcune cellule neuronali specifiche nel corno laterale reagiscono agli stessi feromoni che influenzano il comportamento di corteggiamento maschile. Tuttavia, le connessioni tra i diversi percorsi che influenzano i segnali di corteggiamento devono ancora essere studiate più a fondo.
La Nuova Tecnica: ds-Tango
Per esplorare meglio queste connessioni, i ricercatori hanno sviluppato un nuovo metodo chiamato ds-Tango, che aiuta a tracciare come i segnali viaggiano nei circuiti cerebrali. Questo metodo consente agli scienziati di vedere come i diversi strati di Neuroni comunicano tra loro. Aiuta ad analizzare come i segnali dagli odori legati al corteggiamento si muovono attraverso il cervello.
Usando questo nuovo metodo, i ricercatori hanno tracciato i percorsi dei neuroni che reagiscono agli odori importanti per il corteggiamento nei maschi delle mosche della frutta. Hanno scoperto che questi percorsi portano a un gruppo comune di neuroni cerebrali chiamati neuroni Maiandros.
Il Ruolo dei Neuroni Maiandros
I neuroni Maiandros sembrano svolgere un grande ruolo nell'elaborazione degli odori che influenzano i comportamenti di corteggiamento dei maschi delle mosche della frutta. Questi neuroni ricevono segnali da più percorsi, il che significa che aiutano a integrare odori diversi che possono promuovere o sopprimere il corteggiamento. Quando i ricercatori hanno silenziato questi neuroni, hanno scoperto che i maschi mostrano maggiore interesse nel corteggiamento di altri maschi, indicando che i neuroni Maiandros tengono generalmente sotto controllo il comportamento di corteggiamento.
Come i Neuroni Influenzano il Corteggiamento
Per indagare ulteriormente, i ricercatori hanno esaminato come la struttura e la funzione dei neuroni Maiandros abbiano influenzato il corteggiamento maschile. Hanno usato vari strumenti genetici per vedere dove si trovano questi neuroni e quale ruolo svolgono.
Hanno scoperto che questi neuroni hanno parti che si collegano di nuovo al corno laterale ma inviano i loro segnali a un'altra regione cerebrale conosciuta come protocerebro ventrolaterale anteriore. Questo suggerisce che i neuroni Maiandros aiutano a condividere informazioni importanti per l'accoppiamento dalla parte sensoriale del cervello a aree responsabili dell'elaborazione di tali informazioni in azione.
Conclusione
Lo studio su come le mosche della frutta attirano i partner mostra come gli animali usano sistemi di segnalazione complessi per garantire una riproduzione di successo. Sviluppando metodi come ds-Tango, gli scienziati possono comprendere meglio questi processi, portando a intuizioni su come il cervello integra le informazioni sensoriali per guidare il comportamento. Le scoperte sui neuroni Maiandros sono fondamentali per capire come i diversi segnali sensoriali possano influenzare le azioni di accoppiamento e aiutano a rivelare il complesso cablaggio del cervello della mosca della frutta. Tale conoscenza può anche avere implicazioni più ampie per lo studio di comportamenti simili in altri animali.
In sintesi, gli animali hanno una serie di modi per comunicare la loro disponibilità a accoppiarsi, e comprendere questi comportamenti evidenzia la complessità delle loro interazioni e dei metodi di comunicazione. La ricerca sulle mosche della frutta serve come una preziosa finestra sul mondo affascinante del comportamento animale, particolarmente riguardo alle strategie di accoppiamento.
Titolo: Convergent olfactory circuits for courtship in Drosophila revealed by ds-Tango
Estratto: 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.
Autori: 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
Ultimo aggiornamento: 2024-10-23 00:00:00
Lingua: English
URL di origine: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.10.23.619891
Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.10.23.619891.full.pdf
Licenza: https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/
Modifiche: Questa sintesi è stata creata con l'assistenza di AI e potrebbe presentare delle imprecisioni. Per informazioni accurate, consultare i documenti originali collegati qui.
Si ringrazia biorxiv per l'utilizzo della sua interoperabilità ad accesso aperto.