Accouplement Drosophile couple sur une pomme. Crédit :Benjamin Fabian / Institut Max Planck d'écologie chimique
L'odeur de vinaigre augmente la perception d'une phéromone sexuelle mâle dans le cerveau d'une femelle non accouplée Drosophila melanogaster mouches, comme l'a découvert une équipe de scientifiques du Département de neuroéthologie évolutive. Les chercheurs ont pu identifier le mécanisme neuronal sous-jacent dans le cerveau de Drosophile mouches. Des expériences précédentes avaient révélé que la phéromone mâle cis-vaccényl acétate active le glomérule DA1 dans le cerveau des mouches femelles. Les glomérules sont des unités fonctionnelles sphériques dans le lobe antennaire, le centre olfactif dans le cerveau de la mouche.
"Nous avons pu montrer dans notre étude que l'odeur de vinaigre améliore considérablement les réactions des mouches femelles à la phéromone sexuelle mâle. Les deux odeurs intensifient ensemble l'activation de DA1, " explique Silke Sachse, responsable du groupe de recherche "Codage Olfactif". Les scientifiques n'ont observé cet effet que chez des mouches vierges non accouplées; il était absent chez les mâles et les femelles accouplées.
Analyser les mécanismes neuronaux sous-jacents, les neurobiologistes ont pu élucider comment les signaux olfactifs étaient traités dans le cerveau des mouches et déterminer quelles zones cérébrales étaient activées. Ils ont utilisé des techniques d'imagerie fonctionnelle pour surveiller et visualiser l'activité cérébrale induite par la phéromone sexuelle, au vinaigre, et par les deux odeurs ensemble.
Les lignées de mouches transgéniques étaient cruciales pour les expériences. Dans ces mouches, des synapses électriques sélectionnées - des connexions entre des classes spécifiques de cellules nerveuses - avaient été réduites au silence. Les différentes lignes ont permis aux chercheurs de localiser les neurones impliqués dans le transfert de signal et de localiser précisément le site neuronal de l'interaction de deux odeurs. « Nous avons pu montrer que l'activation renforcée du glomérule DA1 est médiée par une soi-disant « excitation latérale » dans une classe particulière de neurones. Différents glomérules voisins dans le cerveau répondent à l'odeur du vinaigre, et l'excitation de ces glomérules est transmise à DA1 via des synapses électriques, " dit le premier auteur, Sudeshna Das, qui est venu à l'Institut Max Planck en tant que membre de la Fondation Alexander von Humboldt. La phéromone sexuelle masculine, contrairement au vinaigre, active DA1 directement via le récepteur olfactif spécialisé Or67d. Ainsi les deux odeurs activent le même glomérule olfactif, juste à travers différentes voies neuronales. Ensemble, les parfums évoquent une réponse comportementale améliorée chez les femelles vierges, augmenter leur volonté de s'accoupler.
En vierge Drosophile L'odeur de vinaigre de mouches intensifie l'effet d'une phéromone sexuelle masculine. L'activation du glomérule DA1 est renforcée, les femelles deviennent plus réceptives envers les mâles. Crédit :Silke Sachse / Institut Max Planck d'écologie chimique
D'un point de vue écologique, ce mécanisme est extrêmement important, car il accélère l'accouplement lorsque suffisamment de nourriture est disponible pour les femelles et pour leur progéniture. "Nous avons été surpris que cette forte amélioration de la réponse de la phéromone par le vinaigre soit complètement absente chez les mouches femelles accouplées. Cependant, après avoir découvert la pertinence comportementale pour la parade nuptiale, nous avons réalisé que cet effet n'a de sens que chez les femelles vierges, " dit Silke Sachse.
La volonté accrue de s'accoupler en présence de nourriture suffisante est importante en ce qui concerne le succès reproducteur, c'est probablement pourquoi cette rare interaction synergique entre les réponses à deux odeurs différentes a évolué. "Une interaction synergique de deux odeurs est extrêmement rare et n'a pratiquement pas été observée jusqu'à présent. La règle plus générale est que différentes odeurs s'inhibent plutôt et conduisent à une inhibition du mélange qui permet au système olfactif de ne pas devenir saturé lorsque plus d'une odeur est perçu, ", souligne Silke Sachse.
Effet synergique de la phéromone sexuelle masculine cis-vaccenyl acétate (cVA) et du vinaigre. Crédit :Présentation graphique modifiée de Das et al., PNAS
Les résultats ont également une autre pertinence écologique :« Dans la nature, les mouches femelles ne perçoivent que de petites quantités de phéromone sexuelle mâle. D'un point de vue évolutif, il semble utile qu'ils aient développé un mécanisme qui renforce l'effet de la phéromone sans que les mâles aient à libérer des concentrations plus élevées. Si vous considérez que Drosophile les mouches ont une durée de vie assez courte pendant laquelle elles sont constamment menacées par les prédateurs, infections ou aliments toxiques, l'accouplement et la reproduction accélérés sont très importants pour leur survie, " dit Sudeshna Das. [AO/KG]
