Вкусовые рецепторы в ногах мух управляют пищевым поведением

Питание необходимо для выживания. Обоняние или зрение могут помочь найти источник пищи, но окончательное решение съесть или отвергнуть её контролируется вкусом. Учёные исследовали анатомию вкусовых нейронов, чтобы раскрыть их роль на разных этапах питания.

Если у людей и млекопитающих главный орган вкуса — язык, то у насекомых вкусовые рецепторы есть не только в ротовых органах, но и на теле. Их ноги, крылья и яйцеклад (орган для откладывания яиц у самок) могут содержать вкусовые нейроны.

Функция такого количества вкусовых органов у насекомых изучена плохо. Однако ключ к пониманию даёт анатомия вкусовых нейронов. Их отростки направляются в разные части центральной нервной системы мухи. Это говорит о том, что вкусовая информация от разных частей тела обрабатывается в мозге по-разному, и, следовательно, разные вкусовые органы могут выполнять разные функции.

Чтобы проверить эту идею, Тома и др. использовали в качестве модели плодовую мушку Drosophila. У неё можно точечно блокировать или активировать небольшие группы нейронов с помощью генетических инструментов. Учёные блокировали разные группы нейронов, чувствительных к сладкому, и измеряли выбор сахара — первый шаг пищевого поведения. Обычно голодные мухи быстро выбирают сахар, но мухи с заблокированными сладкими рецепторами в ногах сделать этого не могли.

Исследователи изучили сладкие вкусовые нейроны в ногах и обнаружили две популяции. Одна группа нейронов соединялась напрямую с мозгом мухи. Оставшиеся нейроны соединялись с вентральным нервным тяжом — структурой, аналогичной спинному мозгу человека.

Авторы блокировали каждую популяцию отдельно и обнаружили у них специализированные функции. Нейроны, проецирующиеся в мозг, важны для инициации питания, а нейроны, проецирующиеся в вентральный нервный тяж, важны для остановки движения мухи, как только она наступает на пищу. Обе эти функции необходимы для правильного выбора сахара.

Эти результаты показывают, как сложное многоэтапное поведение — питание — организуется за счёт специализированного вклада разных групп нейронов. Роль вкусовых нейронов в других органах изучена лишь частично, но возможно, они важны для более поздних стадий питания.

Кроме того, популярные репелленты, такие как DEET, действуют на основе химических веществ, которые неприятно пахнут и имеют плохой вкус для насекомых. Поэтому лучшее понимание поведения выбора и питания у насекомых может также способствовать разработке более эффективных средств борьбы с вредителями.