Кормление регулирует влечение половых феромонов и ухаживание у самок дрозофилы.

Научные отчеты, том 5, Номер статьи: 13132 (2015) Цитировать эту статью

6800 Доступов

51 цитат

9 Альтметрика

Подробности о метриках

У Drosophila melanogaster гендерно-специфичные поведенческие реакции на вырабатываемый самцами половой феромон цис-вакценилацетат (cVA) основаны на сексуально диморфных нейронных цепях третьего порядка. Мы показываем, что состояние питания самок мух модулирует восприятие ЦВА в обонятельных нейронах первого порядка. Голодание усиливается, а кормление снижает влечение к запаху пищи у обоих полов. Однако добавление CVA к запаху пищи сохраняет привлекательность у накормленных самок, но не оказывает никакого эффекта на самцов. Повышение чувствительности и поведенческой реакции на CVA у накормленных самок сопровождается сильным увеличением восприимчивости к ухаживанию самцов. Функциональная визуализация антенной доли (AL), обонятельного центра в мозгу насекомых, показывает, что обонятельный вход в клубочки DA1 и VM2 также модулируется голоданием. Нокаут рецепторов инсулина в нейронах, сходящихся к клубочку DA1, позволяет предположить, что передача сигналов инсулина частично контролирует восприятие феромонов в AL и регулирует влечение cVA в соответствии с состоянием питания и сексуальной восприимчивостью у самок дрозофилы.

«Сохранение животных зависит от их способности находить пищу и размножаться, и для этих практических целей имеет значение само обоняние» (Титус Лукреций Кар, De Rerum Natura).

Потребление пищи является важным компонентом полового размножения у животных, которым, соответственно, необходимо гармонизировать поиск пищи и партнеров и сенсорные сигналы, которые их кодируют. Насекомые используют половые феромоны для общения перед спариванием. Половые феромоны воспринимаются не сами по себе, а в сочетании с сигналами среды обитания и пищей, что усиливает их поведенческую активность1,2. Нейронная схема, лежащая в основе интеграции этих двух типов хемосенсорных сигналов, является мишенью для полового и естественного отбора и, соответственно, важна для репродуктивной изоляции и видообразования3,4.

Плодовые мушки Drosophila melanogaster собираются и спариваются на разлагающихся и ферментирующих фруктах5,6. Дрожжи, растущие на фруктах, служат важной частью рациона взрослых и личинок, и, соответственно, мух привлекают метаболиты ферментации7,8,9. Во время спаривания самцы выделяют летучий половой феромон цис-вакценилацетат (cVA), который увеличивает восприимчивость самок10 и действует как феромон агрегации, поскольку усиливает влечение самцов и самок к запаху пищи11,12. Запахи, исходящие от пищи, также сами по себе действуют как афродизиаки и способствуют ухаживанию самцов13,14, что еще раз подчеркивает взаимосвязь между феромонами и коммуникацией запахов пищи у дрозофилы.

Восприимчивость самок к ухаживаниям самцов регулируется двуполыми нейронами, чувствительными к cVA15. С другой стороны, ухаживание самцов во многом определяется транскрипционным фактором бесплодия (fru)16,17,18. Женщины и мужчины воспринимают обонятельные сигналы через общие обонятельные нейроны первого порядка, в то время как гендерные различия в реакции на половые феромоны15,19,20,21 и запах пищи13 становятся очевидными в обонятельных нейронах третьего порядка, некоторые из которых в целом реагируют на оба типа. запаха21. Однако остается неизвестным, как запахи пищи модулируют реакцию на феромон.

Насекомые и другие животные корректируют свое сексуальное поведение в зависимости от спаривания и состояния питания; сенсорные и поведенческие реакции на сексуальные и пищевые сигналы находятся под совпадающей модуляцией22,23,24,25. Острое восприятие CVA через Or67d (и клубочек DA1) усиливает сексуальную восприимчивость самок у Drosophila10, тогда как хроническое воздействие и восприятие через Or65a (DL3) опосредуют аверсивный эффект CVA у обоих полов26,27. Интересно, что короткий нейропептид F (sNPF), который регулируется инсулином в зависимости от состояния питания и модулирует влечение к пище, сильно экспрессируется в этих cVA-чувствительных клубочках DA1 и DL328,29.