Azijngeur verhoogt de perceptie van een mannelijk geslachtsferomoon in de hersenen van een ongepaarde vrouw Drosophila melanogaster vliegen, zoals een team van wetenschappers van de afdeling Evolutionaire Neuroethologie nu heeft ontdekt. De onderzoekers waren in staat om het onderliggende neuronale mechanisme in de hersenen van Drosophila vliegen. Eerdere experimenten hadden aangetoond dat het mannelijke feromoon cis-vaccenylacetaat de glomerulus DA1 in de hersenen van vrouwelijke vliegen activeert. Glomeruli zijn bolvormige functionele eenheden in de antennekwab, het reukcentrum in het vliegenbrein.

"We konden in ons onderzoek aantonen dat azijngeur de reacties van vrouwelijke vliegen op het mannelijke geslachtsferomoon aanzienlijk verbetert. Beide geuren versterken samen de activering van DA1, " legt Silke Sachse uit, hoofd van de onderzoeksgroep "Olfactory Coding". De wetenschappers hebben dit effect alleen waargenomen bij ongepaarde maagdelijke vliegen; het was afwezig bij mannetjes en gepaarde vrouwtjes.

Analyse van de onderliggende neurale mechanismen, de neurobiologen konden ophelderen hoe de geursignalen in het vliegenbrein werden verwerkt en welke hersengebieden geactiveerd werden. Ze gebruikten functionele beeldvormingstechnieken om de hersenactiviteit te monitoren en te visualiseren die wordt veroorzaakt door het seksferomoon, door azijn, en door beide geuren samen.

Transgene vlieglijnen waren cruciaal voor de experimenten. In deze vliegen, geselecteerde elektrische synapsen - verbindingen tussen specifieke klassen zenuwcellen - waren tot zwijgen gebracht. De verschillende lijnen hielpen onderzoekers de neuronen te lokaliseren die betrokken zijn bij signaaloverdracht en om de neuronale plaats van de interactie van twee geuren precies te lokaliseren. "We konden aantonen dat de verhoogde activering van de glomerulus DA1 wordt gemedieerd door een zogenaamde "laterale excitatie" in een bepaalde klasse van neuronen. Verschillende naburige glomeruli in de hersenen reageren op de geur van azijn, en de excitatie van die glomeruli wordt doorgegeven aan DA1 via elektrische synapsen, " zegt eerste auteur, Sudeshna Das, die naar het Max Planck Instituut kwam als fellow van de Alexander von Humboldt Foundation. Het mannelijke geslachtsferomoon, in tegenstelling tot de azijn, activeert DA1 direct via de gespecialiseerde olfactorische receptor Or67d. Beide geuren activeren dus dezelfde olfactorische glomerulus, gewoon via verschillende neuronale paden. Samen, de geuren roepen een verbeterde gedragsreactie op bij maagdelijke vrouwtjes, hun bereidheid om te paren te vergroten.

Vanuit een ecologisch perspectief, dit mechanisme is uiterst belangrijk, omdat het de paring versnelt wanneer er voldoende voedsel beschikbaar is voor de vrouwtjes en voor hun nakomelingen. "We waren verrast dat deze sterke responsverbetering van de feromoonrespons door azijn volledig afwezig is in gepaarde vrouwelijke vliegen. nadat we de gedragsrelevantie voor verkering hadden ontdekt, realiseerden we ons dat dit effect alleen zinvol is bij maagdelijke vrouwen, ', zegt Silke Sachse.

De verhoogde bereidheid om te paren in aanwezigheid van voldoende voedsel is belangrijk voor reproductief succes, dat is waarschijnlijk de reden waarom deze zeldzame synergetische interactie tussen de reacties op twee verschillende geuren is geëvolueerd. "Een synergetische interactie van twee geuren is uiterst zeldzaam en is tot nu toe nauwelijks waargenomen. De meer algemene regel is dat verschillende geuren elkaar eerder remmen en leiden tot remming van het mengsel, waardoor het reuksysteem niet verzadigd raakt wanneer meer dan één geur aanwezig is. waargenomen, " benadrukt Silke Sachse.

De resultaten hebben ook een verdere ecologische relevantie:"In de natuur, vrouwelijke vliegen nemen slechts kleine hoeveelheden van het mannelijke geslachtsferomoon waar. Vanuit evolutionair oogpunt lijkt het nuttig dat ze een mechanisme hebben ontwikkeld dat de werking van het feromoon versterkt zonder dat de mannetjes hogere concentraties hoeven af ​​te geven. Als je dat bedenkt Drosophila vliegen hebben een vrij korte levensduur waarin ze constant worden bedreigd door roofdieren, infecties of giftig voedsel, versnelde paring en reproductie is erg belangrijk voor hun overleving, " zegt Sudeshna Das. [AO/KG]