Жизнь плодовой мушки кажется довольно простой: вылупиться, вырастить, съесть немного фруктов, найти пару, произвести сотни крошечных потомков и умереть - и все это примерно за месяц.
Но эта часть о поиске партнера - или партнеров - может быть довольно сложной, как оказалось. Процесс вращается вокруг феромонов, химических веществ, выделяемых организмом, которые другие могут чувствовать или ощущать запахом.
Являетесь ли вы плодовой мухой или человеком, феромоны влияют на то, насколько вы привлекательны для кого-то и насколько вероятно, что вы найдете себе пару.
Теперь ученые впервые показали, что сигналы феромонов самки плодовой мушки могут на самом деле сказать самцам, сколько энергии ее тело вложило в производство яиц, а не в накопление энергии для собственного выживания.
И это сигнал, что она не может измениться, чтобы стать более привлекательной.
Чем больше энергии она вкладывает в яйца, тем более привлекательными будут феромоны ее тела, и тем больше у нее шансов на спаривание, говорит Скотт Плетчер, доктор философии, профессор физиологии Мичиганского университета.
Что делает людей привлекательными и почему у нас такие предпочтения? Эти открытия, сделанные на мухах, могут рассказать нам больше о том, как другие виды, в том числе, возможно, и мы, производят и используют привлекательные черты в процессе выбора партнера.
Ключевая роль сигналов инсулина
Плетчер и его научный сотрудник Татьяна Федина, доктор философии, работали с исследователями из Канады и Вашингтонского университета над новым открытием, которое опубликовано в PLoS Genetics.
Хотя смесь феромонов остается загадкой, команда ученых показала, что феромоны, привлекательность самок и перспективы спаривания сильно различаются в зависимости от сигналов инсулина их организма, что указывает на то, как организм использует пищу для производства яиц или накопления энергии.
Другими словами, когда самец плодовой мушки улавливает запах особенно привлекательных феромонов от самки, он на самом деле ощущает сигнал о том, что ее яичники производят много яиц для его оплодотворения. И это делает ее более привлекательной как потенциального партнера.
Конечно, самцы вообще должны уметь обнаруживать эти сигналы. Они также должны знать, как отличить самок, более ориентированных на яйца, от тех, чьи феромоны указывают на меньшую яйценоскость.
Исследователи ранее показали, что самцы способны проводить это различие, и что те самцы, которые были наиболее настроены на сигналы феромонов самок, с большей вероятностью размножались.
«Это дополняет растущее количество свидетельств того, что естественный отбор привел к появлению систем восприятия, которые точно настроены на оценку аспектов индивидуальной приспособленности», - говорит Федина.
От насекомых к нам
Исследователи изучают плодовых мушек, потому что легко изменить их ДНК или сигнальные пути и посмотреть, что произойдет, например, с их моделями спаривания.
И, как говорят исследователи, поскольку передача сигналов инсулина одинакова у большинства видов животных, включая человека, новые открытия могут иметь значение для нашего понимания спаривания и размножения у многих организмов.
«Мы показываем, что даже простые животные развили способность ощущать молекулярную активность, которая определяет размножение и старение у многих видов. Возможно, эти сигналы эволюционировали, чтобы влиять на привлекательность, потому что они точно предсказывают приспособленность к партнеру», - говорит Плетчер.
Убираем феромоны из уравнения
Плетчер и его коллеги, в том числе Закари Харванек, студент объединенной программы UM/MD. программа опубликовала еще одну статью о плодовых мухах ранее в этом году. Они исследовали, что происходило, когда самцов плодовых мушек изменяли таким образом, чтобы они не могли обнаруживать женские феромоны, или когда самки вокруг них не выделяли феромоны.
Эти самцы жили дольше и запасали жир для собственного выживания лучше, чем те, кто чувствовал феромоны или был воспитан с самками, выделяющими феромоны.
Исследователи обнаружили, что именно восприятие феромонов само по себе, а не само спаривание, стоило «нормальным» мужчинам больше всего. Но если они успешно спаривались, то затраты энергии в значительной степени компенсировались восстановлением системы, поврежденной феромонами, и самцы жили дольше, чем те, кто не спаривался.
Ошибочная теория
Долгое время биологи-эволюционисты и представители общественного здравоохранения задавались вопросом, почему люди и виды, которые много размножаются, живут короче, и считалось, что эти отношения обязательно основаны на энергии, с точки зрения количества пищи. это может пойти на себя или на рождение детей», - говорит Плетчер.«Но наше исследование предполагает, что предполагаемая связь между размножением и старением ошибочна, и что старение, возможно, связано с ожиданием большого количества спариваний, но не их получением».
Он добавляет, что у людей никогда не было обнаружено механизма предполагаемого укорочения жизни вследствие наличия большого количества детей. Идея о том, что передача энергии потомству во время беременности отнимает энергию, необходимую для долгой жизни, нуждается в пересмотре, полагает он, потому что она, вероятно, упрощена и устарела.
«У плодовых мушек нейронные цепи, отвечающие за старение, отличаются от тех, которые отвечают за размножение, и эти цепи присутствуют и в нашем собственном мозгу», - говорит он. «Мы должны более внимательно изучить эти цепи, чтобы увидеть, на что они влияют, включая сигналы, которые могут влиять на нашу социальную оценку друг друга, но которые мы пока не понимаем. многие формы признаков привлекательности."