Ättika lukt ökar uppfattningen av en manlig könsferomon i hjärnan hos oförstående kvinna Drosophila melanogaster flyger, som ett team av forskare från Institutionen för evolutionär neuroetologi nu har upptäckt. Forskarna kunde identifiera den underliggande neuronala mekanismen i hjärnan Drosophila flyger. Tidigare experiment hade avslöjat att manligt feromon cis-vaccenylacetat aktiverar glomerulus DA1 i hjärnan hos honflugor. Glomeruli är sfäriska funktionella enheter i antennloben, luktcentrum i flughjärnan.

"Vi kunde visa i vår studie att ättika lukt ökar reaktionerna av honflugor på feromonet av manligt kön. Båda luktarna tillsammans intensifierar aktiveringen av DA1, "förklarar Silke Sachse, chef för forskargruppen "Olfactory Coding". Vetenskapsmännen observerade denna effekt endast i oförlovade jungfruliga flugor; det saknades hos män och parade kvinnor.

Analysera de underliggande neurala mekanismerna, neurobiologerna kunde belysa hur luktsignalerna bearbetades i flughjärnan och bestämma vilka hjärnområden som aktiverades. De använde funktionella bildtekniker för att övervaka och visualisera hjärnaktivitet inducerad av könsferomonen, med vinäger, och av båda luktarna tillsammans.

Transgena fluglinjer var avgörande för experimenten. I dessa flugor, utvalda elektriska synapser - förbindelser mellan specifika klasser av nervceller - hade tystats. De olika linjerna hjälpte forskare att hitta de neuroner som är involverade i signalöverföring och att exakt lokalisera den neuronala platsen för interaktionen mellan två lukter. "Vi kunde visa att den förbättrade aktiveringen av glomerulus DA1 förmedlas av en så kallad" lateral excitation "i en särskild klass av neuroner. Olika närliggande glomeruli i hjärnan svarar på lukten av vinäger, och excitationen från dessa glomeruli överförs till DA1 via elektriska synapser, "säger författaren, Sudeshna Das, som kom till Max Planck Institute som stipendiat från Alexander von Humboldt Foundation. Feromonen av manligt kön, i motsats till vinägern, aktiverar DA1 direkt genom den specialiserade luktreceptorn Or67d. Således aktiverar båda luktarna samma luktglomerulus, bara genom olika neuronala vägar. Tillsammans, dofterna framkallar ett förbättrat beteendemässigt svar hos oskuldshonor, öka deras vilja att para sig.

Ur ett ekologiskt perspektiv, denna mekanism är oerhört viktig, eftersom det påskyndar parningen när tillräckligt med föda finns för honorna och deras avkommor. "Vi blev förvånade över att denna starka responsförbättring av feromonsvaret med ättika är helt frånvarande i parade honflugor. Men efter att ha upptäckt den beteendemässiga relevansen för uppvaktning insåg vi att denna effekt bara är meningsfull hos oskulda kvinnor, säger Silke Sachse.

Den ökade villigheten att para sig i närvaro av tillräckligt med mat är viktigt för reproduktiv framgång, vilket är förmodligen varför denna sällsynta synergistiska interaktion mellan svaren på två olika lukter har utvecklats. "En synergistisk interaktion mellan två lukter är extremt sällsynt och har knappt observerats hittills. Den mer allmänna regeln är att olika lukter snarare hämmar varandra och leder till blandningshämning som gör att luktsystemet inte blir mättat när mer än en lukt är uppfattas, "Understryker Silke Sachse.

Resultaten har också ytterligare ekologisk relevans:"I naturen, honflugor uppfattar bara små mängder av feromonet av manligt kön. Ur en evolutionär synvinkel verkar det användbart att de utvecklat en mekanism som ökar feromons effekt utan att hanarna behöver släppa ut högre koncentrationer. Om du tänker på det Drosophila flugor har en ganska kort livslängd under vilken de ständigt hotas av rovdjur, infektioner eller giftig mat, accelererad parning och reproduktion är mycket viktigt för deras överlevnad, "säger Sudeshna Das. [AO/KG]