Алкоголь делает самцов плодовых мух привлекательнее для самок, усиливая выработку феромонов
Исследователи из Института химической экологии Общества Макса Планка выяснили, почему плодовая мушка Drosophila melanogaster употребляет алкоголь. Они показали, что алкоголь оказывает прямое положительное влияние на успех спаривания самцов. Этот эффект вызван повышенной выработкой половых феромонов после употребления алкоголя, что делает самцов, употребивших его, более привлекательными для самок.
Поэтому самцы мух сильно привлекаются к алкоголю, особенно если они ещё не спаривались.
Три различные нейронные цепи в мозге мух контролируют реакцию на запах алкоголя. Два обонятельных рецептора отвечают за привлечение самцов к малым количествам алкоголя, а третий обеспечивает отпугивающий эффект от чрезмерных, токсичных доз. Поскольку алкоголь токсичен, мухи должны тщательно взвешивать риски и пользу от его употребления.
Drosophila melanogaster, также известная как уксусная мушка, в больших количествах встречается на гниющих фруктах, где микроорганизмы, особенно дрожжи, переключают свой метаболизм на спиртовое брожение. Поэтому гниющие фрукты содержат значительное количество алкоголя.
Употребление алкоголя требует оценки рисков
Команда исследователей изучила влияние алкоголя на мух. Ведущий автор Ян Кизи резюмирует: «В наших экспериментах мы показываем прямой и положительный эффект потребления алкоголя на успех спаривания самцов мух. Эффект вызван тем, что алкоголь, особенно метанол, увеличивает выработку половых феромонов».
Согласно исследованию, опубликованному в журнале Science Advances, особенно к алкоголю привлекаются неспарившиеся самцы. Важно, чтобы мухи правильно оценивали, является ли концентрация запаха ещё привлекательной или уже отталкивающей, чтобы избежать алкогольного отравления.
Привлечение и отталкивание алкоголем опосредованы тремя нейронными цепями
«Уникальность наших результатов в том, что мы обнаружили не одну, а три нейронные цепи, которые, как мы смогли показать, фактически балансируют друг друга в этой оценке риска, то есть привлечении и отвращении. Это означает, что у мух есть контрольный механизм, который позволяет им получить все преимущества употребления алкоголя, не рискуя отравлением», — объясняет Кизи.
Нейрофизиологические исследования показали, что привлечение к алкоголю основано на двух сенсорных линиях для этанола и метанола. В то же время, в случае чрезмерных и токсичных концентраций, особенно метанола, третья линия вызывает отвращение.
«То, что различные нейронные пути с противоположной валентностью для одного и того же запаха объединяются для балансировки привлечения и отвращения в зависимости от физиологического состояния, — редкость», — говорит Кизи.
Экологическая значимость
Для своих исследований учёные сочетали физиологические исследования (например, методы визуализации процессов в мозге мух), химический анализ экологически значимых запахов окружающей среды и поведенческие исследования.
«Исследование даёт одно из первых всесторонних объяснений привлечения к алкоголю у модельного организма — от химии к экологии и от мозга к поведению и обратно. Оно также показывает, насколько важно учитывать естественное поведение и экологию модельных животных при их использовании для изучения физиологических и поведенческих процессов», — говорит Билл Ханссон, глава отдела эволюционной нейроэтологии Института.