Как плодовые мушки глушат песни соперников, чтобы победить в любви

Для плодовых мушек Drosophila melanogaster поиск партнёра — это вопрос правильной "песни". Новое исследование показывает, что самцы не только пытаются впечатлить самку своим пением, но и активно заглушают песни конкурентов с помощью высокочастотных взмахов крыльев, чтобы повысить свои шансы.

Исследование, опубликованное в Cell, объясняет, как мозг плодовой мушки координирует ухаживание и агрессивную конкуренцию. Эта модель может помочь понять, как люди гибко адаптируют поведение к разным социальным контекстам.

Результаты также показывают, что решение о спаривании у мушек в равной степени зависит от взаимодействия между самцами, а не только от предпочтений самки, что ранее не учитывалось в исследованиях отдельных пар.

"Успех в спаривании зависит не только от того, насколько самец активен в ухаживании, но и от того, может ли он успешно сочетать ухаживание и агрессию, чтобы получить преимущество над другими самцами", — говорит Ванесса Рута, руководитель Лаборатории нейрофизиологии и поведения.

Наблюдение за ухаживанием в действии

В большинстве предыдущих исследований спаривания Drosophila melanogaster учёные наблюдали за одной парой. Новые эксперименты команды Руты с двумя самцами и одной самкой, с использованием ПО для отслеживания позы, лучше отражают сложный социальный ландшафт в природе.

Оказалось, что бескрылые самцы (не способные петь) иногда спаривались с самкой, пока крылатый самец пел рядом. Это показало, что для самки важен сам факт наличия песни, а не её качество от конкретного самца. Бескрылый самец может "воспользоваться" песней соперника.

Блокировка конкурента

Когда за самку конкурировали два крылатых самца, один из них, слыша песню соперника, начинал быстро взмахивать крыльями, создавая высокочастотный жужжащий звук, отличный от песни ухаживания.

Изучение мозга самки и её поведения показало, что этот шум "глушит" её слуховую систему, мешая воспринимать чёткую песню ухаживания. Песня активирует нейроны, поощряющие спаривание, а шум от взмахов крыльев — противоположные нейроны, блокирующие восприимчивость.

Таким образом, самцы балансируют между двумя поведениями: пением для самки и "глушением" песни соперника. Успех в спаривании определяется этой непрерывной битвой между самцами, которая влияет на выбор самки.

Нейробиология социальной конкуренции

Записывая нейронную активность, учёные обнаружили, что у самцов нейроны, связанные с ухаживанием, активируются при виде маленького движущегося объекта (похожего на самку). В то же время, нейроны, вызывающие агрессию, включаются, когда самец слышит песню другого самца.

Оба типа нейронов могут быть активны одновременно, что объясняет, как самцы быстро переключаются между ухаживанием и агрессией. Когда агрессивные нейроны "выключали" генетически, самцы переставали совершать глушащие взмахи крыльями, но продолжали ухаживать. Это указывает на раздельные, но взаимодействующие группы клеток мозга, контролирующие эти поведения.

Похожие механизмы, вероятно, существуют и у людей, когда мы постоянно балансируем между кооперацией и конкуренцией, адаптируя поведение к социальному контексту.