Когда разные организмы живут в одной и той же среде обитания, их взаимодействие часто сводится либо к поеданию, либо поеданию. В ходе эволюции у организмов развились различные приспособления, чтобы обеспечить свое выживание или увеличить выживаемость своего потомства.
Очень чувствительное и узкоспециализированное обоняние насекомых играет решающую роль во многих их сложных стратегиях выживания.Вместе с международными партнерами ученые из отдела эволюционной нейроэтологии во главе с Биллом Ханссоном и Маркусом Кнаденом обнаружили, что у уксусной мухи Drosophila melanogaster находится обонятельный нейрон, который полностью предназначен для обнаружения полового феромона паразитических ос.
Сочетание газохроматографического и электрофизиологического анализов, а также поведенческих тестов на мухах и личинках привело к результатам. Применяя эти методы, ученые смогли идентифицировать как запахи ос, так и обонятельные рецепторы у дрозофилы, которые их улавливали.
И последнее, но не менее важное: они смогли продемонстрировать, что восприятие этих запахов влияет на поведение мух: взрослые мухи, а также их личинки активно избегают запаха паразитических ос.Три компонента запаха ос активируют единственный обонятельный нейрон на антеннах взрослых мух дрозофилы.
Химический анализ показал, что этими тремя веществами являются актинидин, непаталктол и иридомирмецин. Интересно, что иридомирмецин является половым феромоном самки осы Leptopilina. Хотя взрослые мухи имеют два обонятельных рецептора и чувствуют запах всех трех веществ в запахе ос, у личинок дрозофилы отсутствует один из двух рецепторов; они пахнут только половым феромоном иридомирмецином.Результаты снова показывают, насколько высокоспецифичными могут быть индивидуальные обонятельные рецепторы у дрозофилы.
В предыдущих экспериментах исследователи тестировали все рецепторы, стимулируя их разными ароматами. Однако было несколько рецепторов, которые нельзя было активировать. Предполагая, что эти рецепторы были высокоспецифичными и связаны с запахами, которые важны для выживания мух в природе, ученые провели поведенческие анализы и проверили запах паразитических ос.«До недавнего времени ученые думали, что большинство запахов улавливается несколькими рецепторами и что каждый рецептор стимулируется множеством разных запахов.
Паттерны активации различных рецепторов рассказывали мухе, какие запахи окружающей среды присутствовали. Однако результаты нашей лаборатории говорят об этом.
Совершенно другая история: по крайней мере, части обонятельной системы очень специфичны. Запахи, которые имеют особое значение для мух, не обнаруживаются и не обрабатываются общей системой; каждый из этих запахов имеет свой собственный канал. По-видимому, это имеет эффект что другие запахи окружающей среды не могут помешать обнаружению опасных бактерий (геосмин) или лучших мест для откладки яиц (лимонен) », — говорит Маркус Кнаден, возглавлявший исследование вместе с Биллом Ханссоном.Сила этого исследования в том, что оно объединяет несколько линий доказательств — химический и физиологический анализы, а также поведенческие эксперименты с мухами и личинками.
Исследователи предполагают, что уксусные мухи научились использовать запах паразитов в своих интересах в ходе эволюции. Эта стратегия, которая развивалась как средство самозащиты, удивительна, особенно потому, что избегание запаха осы является врожденным, как показали эксперименты с использованием мух, которые никогда не были близки к паразитическим осам и не знали запаха лептопилина. Более того, четыре вида Drosophila продемонстрировали такое же поведение избегания, когда они столкнулись с запахом ос Leptopilina.
То, что уксусные мухи избегают своих врагов, используя свой половой феромон в качестве обонятельного сигнала, — очень умный ход в игре, называемой коэволюцией. Контрадаптация ос затруднена, потому что высвобождение этого феромона необходимо для воспроизводства.