Πώς οι μύγες αποτρέπουν το ζευγάρωμα μεταξύ διαφορετικών ειδών

Πλησιάζει η ημέρα του Αγίου Βαλεντίνου και “η αγάπη είναι στον αέρα”. Ή στην κηρώδη επικάλυψη του δέρματός σας, αν είστε μύγα του ξυδιού ή φρουτόμυγα! Εκεί ακριβώς είναι που οι μύγες συναντούν φερομόνες, οι οποίες παίζουν σημαντικό ρόλο στη ρύθμιση της σεξουαλικής έλξης.

Οι μύγες χρησιμοποιούν φερομόνες για να διασφαλίσουν ότι φλερτάρουν και ζευγαρώνουν με μέλη του ίδιου είδους. Καθώς νέα είδη μυγών διαχωρίζονται από έναν κοινό πρόγονο, εξακολουθώντας παράλληλα να μοιράζονται το ίδιο περιβάλλον, χρειάζονται έναν τρόπο να διαφοροποιούν γρήγορα τις φερομόνες τους, προκειμένου να καταστέλλουν το ζευγάρωμα μεταξύ διαφορετικών ειδών. Όταν τα μέλη δύο συγγενικών ειδών παύουν να βρίσκουν το ένα το άλλο ελκυστικό, αυτό προφανώς και συμβάλλει καθοριστικά στην αποτροπή της διασταύρωσης. Αν και τα πράγματα είναι λίγο πιο περίπλοκα.

Επειδή η ικανότητα αντίληψης των φερομονών και η παραγωγή τους σχετίζονται με αρκετούς διαφορετικούς ιστούς και κυτταρικές οδούς, η εξέλιξη νέων φερομονών ζευγαρώματος απαιτεί και συντονισμένη εξέλιξη τόσο των υπεύθυνων για την αντίληψη φερομονών, όσο και των γονιδίων που τις παράγουν.

Μια νέα μελέτη που δημοσιεύθηκε στο iScience με επικεφαλής τον Γιεχούντα Μπεν Σαχάρ του Πανεπιστημίου της Ουάσινγκτον στο Σεντ Λούις, εντόπισε μια σύνδεση μεταξύ των γενετικών πληροφοριών για την παραγωγή και την ικανότητα αντίληψης των φερομονών του φύλου. Η έρευνα διεξήχθη σε συνεργασία με την Τζόσελιν Μίλαρ από το Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια στο Ριβερσάιντ.

Οι ερευνητές ανέφεραν ότι μια πρωτεΐνη με την ονομασία Gr8a εκφράζεται σε διαφορετικά όργανα σε αρσενικές και θηλυκές μύγες και φαίνεται να παίζει ανασταλτικό ρόλο στη λήψη αποφάσεων που έχουν να κάνουν με το ζευγάρωμα. Τα ευρήματα υποδεικνύουν έναν από τους τρόπους με τους οποίους οι μύγες θα μπορούσαν να δημιουργήσουν συμπεριφορικά εμπόδια, ώστε να προστατευτούν από το ζευγάρωμα με το λάθος είδος συντρόφου.

«Οι φερομόνες ζευγαρώματος συχνά παρουσιάζουν ταχεία εξέλιξη», δήλωσε ο Μπεν Σαχάρ, Καθηγητής Βιολογίας στο Τμήμα Τεχνών και Επιστημών. «Επειδή η επικοινωνία μεταξύ φερομονών απαιτεί μια πολύ ισχυρή και συγκεκριμένη αναγνώριση της δομής των χημικών ουσιών που χρησιμοποιούνται ως φερομόνες από τις πρωτεΐνες, οι οποίες τις δεσμεύουν στους αισθητήριους νευρώνες (χημειοϋποδοχείς), αυτό σημαίνει ότι σημαντικές αλλαγές σε μοριακό επίπεδο είτε στον υποδοχέα, είτε στη φερομόνη, θα μείωναν τη σεξουαλική έλξη μεταξύ αρσενικών και θηλυκών”.

Ο Μπεν Σαχάρ και η ομάδα του διαπίστωσαν ότι η πρωτεΐνη Gr8a εκφράζεται σε ιστούς στα στοματικά μέρη της μύγας (Drosophila melanogaster), συμπεριλαμβανομένης της προβοσκίδας, καθώς και σε νευρώνες που σχετίζονται με τη γεύση στα μπροστινά πόδια, τόσο των αρσενικών όσο και των θηλυκών. Την ίδια πρωτεΐνη ανίχνευσαν, επίσης, σε κύτταρα στην κοιλιά των αρσενικών, γεγονός που είναι σημαντικό, καθώς παρείχε στον επιστήμονα και την ομάδα του την πρώτη ένδειξη ότι ένα γονίδιο που είχε προηγουμένως αναγνωριστεί ως αισθητηριακός χημειοϋποδοχέας, πιθανώς σχετίζεται και με άλλου είδους λειτουργίες.

«Τα ευρήματά μας παρέχουν μια σχετικά απλή μοριακή εξήγηση για το πώς η παραγωγή σήματος και η αντίληψη συνδέονται μεταξύ τους στις φρουτόμυγες», δήλωσε ο Μπεν Σαχάρ. «Μια πρωτεΐνη με πλειοτροπική δράση μπορεί να λειτουργεί ως υποδοχέας φερομονών στους αισθητήριους νευρώνες, και συγχρόνως να συμβάλλει στην παραγωγή τους στα κύτταρα παραγωγής φερομονών (οινοκύτταρα) των αρσενικών, μέσω μιας λιγότερο κατανοητής διαδικασίας».

Σε ένα από τα πειράματα που διεξήγαγαν, οι επιστήμονες πήραν μύγες που ήταν μεταλλαγμένες για τον υποδοχέα Gr8a και τις ανασυγκρότησαν χρησιμοποιώντας εισροές από ένα διαφορετικό είδος φρουτόμυγας. Το πείραμα αυτό έδειξε ότι η εισαγωγή του Gr8a από άλλο είδος ήταν αρκετή για να αλλάξει το συνολικό προφίλ φερομονών του εντόμου.

Μολονότι οι επιστήμονες δεν έχουν ακόμη εντοπίσει ακριβώς πώς ο χημειοϋποδοχέας επηρεάζει τον τρόπο παραγωγής του σήματος, γνωρίζουν ότι προκαλεί ποσοτικές και ποιοτικές διαφορές στις φερομόνες. Κι ακόμη και μικρές αλλαγές στις φερομόνες θα μπορούσαν να είναι αρκετές για να εμποδίσουν τις στενά συγγενικές μύγες να βρίσκουν η μία την άλλη ελκυστική, αλλάζοντας τη συμπεριφορά τους κατά την επιλογή συντρόφου.

Το πώς τα στενά συγγενικά είδη εξελίσσουν και διατηρούν συμπεριφορικά εμπόδια στο ζευγάρωμα αποτελεί ένα ερώτημα που αφορά πολλά διαφορετικά πεδία βασικής και εφαρμοσμένης βιολογικής έρευνας.

«Βάσει των παρατηρήσεών μας, οι μεταλλάξεις σε ένα μόνο γονίδιο θα μπορούσαν να παρέχουν ένα μοριακό μονοπάτι για την εξέλιξη ενός συστήματος επικοινωνίας μεταξύ φερομονών, διατηρώντας παράλληλα τη λειτουργική σύζευξη μεταξύ μιας φερομόνης και του υποδοχέα της», δήλωσε ο επικεφαλής συγγραφέας της εργασίας. Καταλήγοντας, ο ίδιος σημείωσε: «Η έρευνά μας αποκαλύπτει μια πιθανή οδό που σχετίζεται με την ταχεία εξέλιξη των φερομονικών συστημάτων όταν προκύπτουν νέα είδη».

Σχετικά Άρθρα

ΤΕΛΕΥΤΑΙΑ ΑΡΘΡΑ