Sekretne życie miłosne muszek owocowych
W jaki sposób różnice w zachowaniu przedstawicieli poszczególnych płci wiążą się z budową naszych mózgów? W przypadku ludzi trudno jest znaleźć jasną i jednoznaczną odpowiedź na to pytanie – przynajmniej przy obecnym stanie wiedzy, jednak badania przeprowadzone na mózgach muszek owocowych mogą stanowić źródło nowej wiedzy. Zespołowi naukowców udało się ustalić różnice w budowie mózgów samców i samic muszek owocowych, co może wskazywać na potencjalne istnienie podobnych różnic u innych gatunków. Mózgi muszek Drosophila składające się z zaledwie około 100 000 neuronów są stosunkowo proste, zwłaszcza w porównaniu z liczącymi blisko 86 miliardów neuronów mózgami ludzi. Pomimo stosunkowej prostoty, niezwykle złożone zachowania tych owadów w czasie zalotów i godów sprawiają, że ich mózgi są bardzo cennymi modelami służącymi do badania funkcjonowania obwodów neuronowych. W ramach projektu sexual dimorphism podjętego dzięki wsparciu z działania „Maria Skłodowska-Curie” skupiono się na badaniu feromonów samców muszki owocowej i reakcji wywoływanych w mózgach samców i samic, a także wzbudzanych przez nie zachowań.
Przeciwstawne zachowania
„Feromony samców są atrakcyjne dla samic i sprzyjają zachowaniom godowym, zarazem są odpychające dla innych samców i powodują agresję”, wyjaśnia Dana Shani Galili, stypendystka działania „Maria Skłodowska-Curie”, która realizowała badania w ramach projektu w Laboratorium Biologii Molekularnej MRC. Co dzieje się w mózgach muszek podczas bliskich spotkań? Aby się tego dowiedzieć, naukowcy postanowili przyjrzeć się bliżej szlakom neuronalnym łączącym różne części układu nerwowego tych owadów. W ten sposób zbadali rolę, jaką odgrywa każdy z tych szlaków w przetwarzaniu sygnałów związanych z feromonem, różnicowanie elementów pomiędzy płciami oraz regulację zachowań seksualnych. W przypadku obu płci feromon męski wywołuje silną odpowiedź, aktywując ten sam podzbiór neuronów, jednak wyzwala przy tym przeciwstawne zachowania. To odkrycie sugeruje, że w przypadku obu płci identyczne neurony łączą się z neuronami specyficznymi dla danej płci, które z kolei regulują ich zachowania godowe. Zespół odkrył drugi szlak, który zdaje się pełnić rolę kanału zmniejszającego popęd płciowy u samców, z kolei w przypadku samic umożliwia bardziej precyzyjne sterowanie reakcją – neurony tego obwodu pracują wspólnie, by połączyć informacje o smaku i zapachu otaczających bodźców. „Połączenie wielu zmysłów pozwala na dokładniejszy odczyt bodźców”, zauważa Galili.
Mapowanie mózgu
Odkryte w ramach badań realizowanych w czasie projektu połączenia stanowią nową wskazówkę, która mówi nam więcej o tym, w jaki sposób mózgi przetwarzają sygnały nerwowe i w jaki sposób wpływają one na zachowania i proces podejmowania decyzji. „Opracowana przez nasz zespół mapa neuroanatomiczna obejmuje zarówno neurony czuciowe wykrywające m.in. zapach, smak czy dotyk, jak i neurony kontrolujące motorykę. Możemy teraz wyraźnie dostrzec zależne od płci wzorce połączeń i znaleźć ich przyczynowe powiązania z zachowaniem owadów”, twierdzi badaczka. Wnioski wyciągnięte przez zespół mogą również umożliwić wyjaśnienie zachowań społecznych występujących u innych gatunków. Dotychczasowe badania doprowadziły do odkrycia wspólnych cech w obwodach neuronowych much i myszy, co może świadczyć o tym, że zachowania związane z godami i walką mogą być kontrolowane przez mózg za pomocą wspólnej sieci. Co z ludźmi? „Pomimo tego, że dotychczas nieznany jest stopień różnic w połączeniach występujących w mózgach kobiet i mężczyzn, podobnie jak przyczyny i skutki tych różnic, nowe dowody sugerują, że ludzkie feromony istnieją i wywołują reakcję uzależnioną od płci”, zauważa Galili. Dzięki ustaleniu związku przyczynowo-skutkowego między połączeniami i zachowaniami specyficznymi dla danej płci, badania przeprowadzone na muszkach owocowych mogą stanowić podstawę przyszłych badań w tej dziedzinie.
Słowa kluczowe
sexual dimorphism, Drosophila, muszka owocowa, szlak neuronalny, feromon, mózg, neurony, gody, zachowania społeczne