У плодовых мух есть богатый язык обонятельных сообщений, которыми они обмениваются, но теперь их секрет раскрыт. В отчете, опубликованном 2 августа в Current Biology, ученые смогли подключиться к коммуникациям между свободно взаимодействующими мухами, используя биолюминесцентную технологию для мониторинга активности их мозга. Они обнаружили, что самцы сигнализируют о своем присутствии, размещая помет, который действует как визитная карточка для мух, чтобы они находили друг друга и даже заманивали самок в определенные места.
Многие виды, от мух до млекопитающих, используют сигнальные молекулы, называемые феромонами, для привлечения партнеров и социального общения. Эти феромоны могут испаряться с тела или выделяться с мочой, но теперь исследователи из японского центра исследований мозга RIKEN обнаружили, что пропитанные феромонами фекальные ориентиры, а не сами тела мух, являются сильными аттракторами для собратьев-мух. На небольшой арене, оборудованной как видимым светом, так и тепловизором, мухи-дрозофилы могли свободно передвигаться. Исследователей интересовала реакция как самцов, так и самок мух на мужской феромон cVA, который активирует только определенный класс нейронов, чувствительных к запахам. У генно-инженерных мух эти нейроны светятся при активации благодаря введению биолюминесцентных молекул, подобных тем, что есть у другого знакомого нам насекомого - светлячков. «Эта одновременная нейронная и поведенческая запись является первой для исследования социальной коммуникации у таких маленьких организмов», - отмечает руководитель исследовательской группы Хокто Казама. «Среда обитания мух - это богатый ландшафт феромонов, меняющихся в пространстве и времени, и такое натуралистическое наблюдение может изменить наше понимание того, что движет поведением мух."
Наблюдая за самцами мух на арене, исследователи обнаружили, что нейроны, чувствительные к запахам, сильнее всего активизировались в определенном месте (подтверждено, что это место помета), а не в результате взаимодействия между мухами, тела которых считались основной, если не единственный источник ЦВА. «Мы видели случаи, когда нейроны, чувствительные к запахам, реагируют только после маркировки, - говорит Казама, - и чем ближе мухи к этим фекальным ориентирам, тем больше биолюминесценции мы видим». Самостоятельно на арене самцы мух будут кружить по периметру и откладывать помет, с тенденцией повторно посещать отмеченные области и проводить больше времени в них. Мухи с заблокированными нейронами, чувствительными к запахам, не проявляли такого влечения.
В другом эксперименте с самцом и самкой мухи помет самки не был привлекательным. С другой стороны, отметины самца были привлекательными для обоих полов, даже во время ухаживания, когда самец преследует самку. Таким образом, фекальные ориентиры функционируют как социальный центр, указывая на идентичность мухи-маркировщика и увеличивая шансы на спаривание..
Система мониторинга биолюминесценции имеет приложения не только для плодовых мушек. Любая нейронная запись, особенно мелких животных, для которой традиционно требовались провода или привязь, теперь может использовать силу этих светящихся мозгов, давая исследователям возможность наблюдать в режиме реального времени за активностью во время социального общения. «Появляющиеся технологии редактирования генома в сочетании с биолюминесцентными зондами дают нам возможность наблюдать за естественным поведением и тем, как оно возникает в мозгу», - говорит Казама..