Феромон плодовой мушки указывает на идеальное место для создания семьи

Исследователи из Университета Джонса Хопкинса сообщают о неожиданном открытии: самцы плодовых мушек выделяют одорант (феромон), который не только привлекает самок для откладывания яиц поблизости, но и помогает другим мухам находить пищу. Это открытие дает ключ к пониманию того, как мухи и другие существа ориентируются в сложной среде и используют запахи для принятия важных поведенческих решений.

"Мы не знали, что мухи могут быстро откладывать феромоны в ответ на запахи, но теперь у нас есть доказательства этого как минимум для трех пищевых запахов", — говорит Кристофер Поттер, доктор философии.

Результаты исследования опубликованы онлайн в журнале eLife 30 сентября.

Эксперименты показали, что феромон, известный как 9-трикозен, "помечает местоположение как идеальное место для спаривания мух, обустройства и, так сказать, рождения детей. Это помогает им связать спаривание с источником пищи, который даст их потомству хороший старт в жизни".

Роль феромона была обнаружена случайно аспирантом Чун-Цзе Лином во время тестирования новой экспериментальной установки. В установке мух помещали в затемненный вольер, разделенный на четыре секции, и отслеживали их движения с помощью инфракрасной камеры. Когда в одну секцию подавали запах яблочного уксуса, мухи привлекались к ней. После замены запаха на чистый воздух мухи по-прежнему предпочитали ту же секцию.

Команда заподозрила, что мухи оставляют на стеклянной пластине феромон. Тесты показали, что только пищевые запахи (яблочный уксус, банан, дрожжевая паста) вызывали такое поведение. Эксперименты с разными комбинациями мух выявили, что феромон откладывают исключительно самцы, и он привлекателен как для самцов, так и для самок.

Используя мутантных мух, лишенных тех или иных сенсорных детекторов, исследователи установили, что поведение агрегации зависит от обоняния, а не вкуса.

Для идентификации конкретного феромона ученые смыли его с пластин растворителем гексан. Нанеся этот раствор в форме буквы E на дно вольера, они зафиксировали на видео, как мухи воссоздают эту букву, проводя больше времени вдоль "рисунка". Анализ с помощью газовой хроматографии-масс-спектрометрии показал, что активным веществом является 9-трикозен, функция которого у плодовых мух ранее была неизвестна. Нанесение чистого 9-трикозена в форме E вызывало аналогичную агрегацию мух.

Дальнейшие эксперименты с гелевым субстратом для откладки яиц показали, что после того, как самцы откладывали 9-трикозен в ответ на пищевые запахи, самки откладывали в пять раз больше яиц в том же квадранте.

Было обнаружено, что 9-трикозен активирует рецепторный белок Or7a, который находится примерно на 20 обонятельных нейронах в антеннах мухи. "Активированный рецептор посылает сигнал в мозг, что может запускать поведенческие реакции", — поясняет Поттер.

Одно из потенциальных практических применений открытия зависит от того, используют ли комары аналогичную систему одорантной сигнализации. Если да, то, возможно, с болезнями вроде малярии можно будет бороться, воздействуя на феромонные сигналы для сокращения численности комаров в пораженных районах.