Исследовательская группа из Института химической экологии Общества Макса Планка показывает, что алкоголь в рационе увеличивает выработку половых феромонов у самцов чернобрюхой плодовой мушки. Дрозофилы и делает их более привлекательными для самок мух. Поэтому самцы мух испытывают сильную тягу к алкоголю, особенно когда они еще не спарились. Три различных нейронных контура в мозге мух контролируют реакцию на запах алкоголя: в то время как два обонятельных рецептора отвечают за привлечение самцов мух к небольшим количествам алкоголя, третий обеспечивает отпугивающий эффект избыточного количества.
Ученые исследовали, почему чернобрюхая плодовая муха Дрозофилы Употребляет алкоголь и смог показать, что употребление алкоголя оказывает прямое и положительное влияние на успешность спаривания самцов мух. Этот эффект обусловлен усилением выработки половых феромонов после употребления алкоголя: самцы, употребившие алкоголь, более привлекательны для самок. Поэтому самцы мух испытывают сильную тягу к алкоголю, особенно когда они еще не спарились. Три различных нейронных контура в мозге мух контролируют реакцию на запах алкоголя: в то время как два обонятельных рецептора отвечают за привлечение самцов мух к небольшим количествам алкоголя, третий обеспечивает отпугивающий эффект избыточного количества. В конце концов, алкоголь токсичен, поэтому мухам приходится тщательно взвешивать риски и пользу от его употребления.
Плодовая мушка Дрозофилы также называется «муст» или «уксусная муха». Летом его можно найти в больших количествах в мусорных баках для органических отходов, а в жаркие дни — в продуктовых магазинах в отделах фруктов и овощей. Его привлекает запах гниющих фруктов: там размножаются микроорганизмы, особенно дрожжи, и проникают в фрукты, где переключают свой метаболизм на спиртовое брожение. Вот почему гнилые фрукты содержат 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
Кизи, И.В., Долл, Г., Дас Чакраборти, С., Башвиц, А., Лемуан, М., Калтенпот, К., Сватош, А., Саксе, С., Кнаден, М., Ханссон, Б.С. (2025). Нейроэкология риска и вознаграждения, связанных с алкоголем: метанол усиливает феромоны и успех ухаживания у Drosophila melanogaster. Достижения науки, doi: 10.1126/sciadv.adi9683
Читайте также
Эндофитные грибы защищают «свой» тополь от травоядных насекомых | Пугналом
