Исследовательская группа из Института химической экологии им. Макса Планка показала, что алкоголь в пище увеличивает выработку половых феромонов у самцов чернобрюхих плодовых мушек (Drosophila melanogaster) , делая их более привлекательными для самок. Поэтому самцы сильно привлекаются алкоголем, особенно когда они еще не спарились. Три различных нейронных цепи в мозге мушек контролируют эту реакцию при запахе алкоголя: два обонятельных рецептора отвечают за привлечение самцов к низким концентрациям алкоголя, а третий обеспечивает отпугивающий эффект от чрезмерных доз.
Ученые исследовали, почему чернобрюхая плодовая муха (Drosophila melanogaster) пьет алкоголь, и смогли показать, что потребление алкоголя оказывает прямое и положительное влияние на успех спаривания самцов. Этот эффект обусловлен увеличением выработки половых феромонов после употребления алкоголя: самцы, употребившие алкоголь, более привлекательны для самок. Поэтому самцы сильно привлекаются алкоголем, особенно когда они еще не спарились. Три различных нейронных цепи в мозге мух контролируют реакцию на запах алкоголя: два обонятельных рецептора отвечают за привлечение самцов к небольшим количествам алкоголя, а третий обеспечивает отпугивающий эффект от чрезмерных доз. В конце концов, алкоголь токсичен, поэтому мухи должны тщательно взвешивать риски и выгоды от его употребления.
Плодовая муха Drosophila melanogaster также известна как уксусная муха или муха-уксусница. Летом её можно обнаружить в больших количествах в контейнерах для органических отходов, а в жаркие дни — также в отделах фруктов и овощей в продуктовых магазинах. Её привлекает запах гниющих фруктов: микроорганизмы, в основном дрожжи, размножились и проникли в плоды, где переключили свой метаболизм на спиртовое брожение. Именно поэтому в гнилых фруктах содержится значительное количество алкоголя.
Употребление большого количества алкоголя, несомненно, вредно для человека. Однако вопрос о том, как алкоголь влияет на насекомых, таких как уксусная муха, вызывает больше споров. Группа исследователей из отделов эволюционной нейроэтологии и симбиоза насекомых Института химической экологии Общества Макса Планка решила более подробно изучить воздействие алкоголя на мух. «В наших экспериментах мы демонстрируем прямое и положительное влияние потребления алкоголя на успешность спаривания самцов мух. Этот эффект обусловлен тем, что алкоголь, особенно метанол, увеличивает выработку половых феромонов. Это, в свою очередь, делает пьяных самцов более привлекательными для самок и обеспечивает более высокий уровень успешности спаривания, в то время как успешность пьяных самцов с самками, вероятно, будет довольно сомнительной», — резюмирует ведущий автор Ян Кизи.
Соответственно, неженатые самцы особенно тяготеют к алкоголю. Их влечение к алкоголю контролируется тем, как они распознают запах и обрабатывают его в своем мозге. Им важно правильно оценить, является ли концентрация аромата еще привлекательной или уже отталкивающей, чтобы избежать отравления алкоголем.
«Особенность наших результатов в том, что мы обнаружили не одну, а три нейронные цепи, где мы смогли показать, что они фактически уравновешивают друг друга в отношении этой оценки риска, т. е. влечение и отвращение. Это означает, что у мух есть механизм контроля, который позволяет им извлекать пользу из всех преимуществ потребления алкоголя, не рискуя при этом отравиться им», — объясняет Кизи. Нейрофизиологические исследования показали, что влечение уксусных мух к алкоголю основано на двух сенсорных линиях входных сигналов: этаноле и метаноле. Параллельно третья линия вызывает отторжение при чрезмерных и токсичных концентрациях, особенно метанола. «Редко бывает так, что разные нейронные пути с противоположной валентностью для одного и того же запаха объединяются, чтобы сбалансировать влечение и отвращение на основе физиологического состояния», — говорит Кизи, который проводил исследование в Институте Макса Планка, а сейчас является доцентом в Университете Небраски в Линкольне.
В своих исследованиях ученые объединили физиологические исследования, такие как методы визуализации процессов в мозге мух, химический анализ экологически значимых запахов окружающей среды и поведенческие исследования для наблюдения и измерения привлекательности запахов и успешности спаривания. «Исследование дает одно из первых всесторонних объяснений влечения к алкоголю в модельном организме, от химии к экологии и от мозга к поведению и наоборот. Оно также демонстрирует важность учета естественного поведения животных-моделей и их экологии при их использовании для изучения физиологических и поведенческих процессов», — резюмирует Билл Ханссон, руководитель отдела эволюционной нейроэтологии в Институте Макса Планка.
Оригинальная публикация
Киси, И. В., Долл, Г., Дас Чакраборти, С., Башвиц, А., Лемойн, М., Кальтенпот, К., Сватош, А., Захсе, С., Кнаден, М., Ханссон, Б. С. (2025). Нейроэкология риска и вознаграждения, связанных с употреблением алкоголя: метанол усиливает выработку феромонов и успех ухаживания у Drosophila melanogaster. Science Advances, doi: 10.1126/sciadv.adi9683
Читайте также
Эндофитные грибы защищают «свой» тополь от травоядных насекомых | Пугналом
