La vie amoureuse secrète des drosophiles
Comment les différences de comportement entre les genres sont-elles liées à la façon dont nos cerveaux sont câblés? En ce qui concerne les humains, il n’existe pas encore de réponse directe à cette question, mais l’étude du cerveau des drosophiles pourrait fournir de nouvelles informations. Une équipe de chercheurs a réussi à mettre en évidence les différences de connexion entre le cerveau des mouches mâles et celui des mouches femelles, ce qui laisserait supposer des distinctions similaires chez d’autres espèces. Avec environ 100 000 neurones – contre 86 milliards chez l’homme – le cerveau de la drosophile, la mouche des fruits commune, constitue un système relativement simple. Toutefois, les comportements complexes que ces mouches affichent pendant la parade nuptiale et l’accouplement font de leur cerveau un modèle important pour l’étude du fonctionnement des réseaux de neurones. Le projet sur le dimorphisme sexuel, entrepris avec le soutien du programme Actions Marie Skłodowska-Curie, s’est concentré sur la phéromone de la mouche mâle afin d’étudier les différentes réponses suscitées dans les cerveaux mâle et femelle et les réactions comportementales qu’elles déclenchent.
Des comportements opposés
«La phéromone du mâle est attractive pour les femelles et stimule le comportement d’accouplement, mais elle est répulsive pour les autres mâles et stimule l’agression», explique Dana Shani Galili, bénéficiaire d’une bourse Marie Skłodowska-Curie, qui a dirigé les recherches de ce projet au Laboratoire de biologie moléculaire du Medical Research Council (MRC). Que se passe-t-il dans le cerveau des mouches lors d’une rencontre intime? Pour le savoir, les chercheurs ont examiné les voies neurales qui relient les différentes parties du système nerveux. Ils ont examiné le rôle qu’elles jouent dans le traitement de la phéromone, les éléments qui sont différenciés entre les sexes et la manière dont elles régulent les comportements sexuels. Chez les deux sexes, la phéromone mâle suscite une forte réaction, activant le même sous-ensemble de neurones mais déclenchant des comportements opposés. Cela suggère que chez les deux sexes, ces neurones identiques sont connectés à des neurones spécifiques au genre qui, à leur tour, régulent leur comportement d’accouplement. L’équipe a découvert une deuxième voie qui semble agir comme un canal permettant de diminuer la pulsion sexuelle chez les mâles. Chez les femelles, elle permet une réponse plus fine, où les neurones du même circuit travaillent ensemble pour combiner les informations sur le goût et l’odeur des stimuli environnants. Dana Shani Galili souligne qu’une «intégration multisensorielle permet une lecture plus robuste».
Cartographier le cerveau
Les connexions mises en évidence dans le cadre du projet permettent de mieux comprendre la manière dont les signaux nerveux sont traités et influencent la prise de décision et le comportement. «La carte neuroanatomique que nous avons créée s’étend des neurones sensoriels détectant l’odeur, le goût, le toucher, etc. aux neurones contrôlant la motricité. Nous pouvons désormais détecter clairement les schémas de connectivité propres à chaque genre et établir un lien de causalité avec le comportement», explique-t-elle. Ces découvertes pourraient nous aider à interpréter les comportements sociaux chez d’autres espèces. Des recherches antérieures ont mis en évidence des caractéristiques communes dans les circuits neuronaux des mouches et des souris, ce qui pourrait indiquer que des comportements tels que l’accouplement et le combat sont contrôlés par le cerveau par le biais d’un réseau commun. Qu’en est-il de nous, les humains? «Bien que nous ignorions encore le degré des différences de connectivité entre les cerveaux des hommes et des femmes, ainsi que les causes et les effets potentiels de ces distinctions, de nouvelles données laissent entendre que les phéromones humaines existent et qu’elles suscitent une réponse spécifique au genre», fait remarquer Dana Shani Galili. En établissant une relation de cause à effet entre le câblage et le comportement spécifiques au genre, les résultats obtenus sur les drosophiles pourraient éclairer la recherche future dans ce domaine.
Mots‑clés
dimorphisme sexuel, drosophile, mouche des fruits, voie neuronale, phéromone, cerveau, neurones, accouplement, comportement social