Алкоголь сделал самцов плодовых мушек привлекательными для самок

Дрозофила фруктовая (Drosophila melanogaster) — вид плодовой мушки, распространенный по всему миру. Этих насекомых можно встретить в местах, где есть испорченные или перезрелые фрукты, овощи и другие органические остатки. Например, в магазинах, среди фруктов и овощей, либо на рынках.

Плодовых мушек привлекает запах подгнивающих плодов, в которых активно размножаются дрожжи. В процессе ферментации микроорганизмы (чаще дрожжи) сбраживают содержащиеся в плодах сахара, превращая их в этанол (спирт) и углекислый газ.

Ранее ученые спорили, как алкоголь влияет на насекомых. Одни исследования указывали на токсичность этанола и метанола, другие — на их роль в привлечении партнеров. Авторы новой работы поставили точку в этом вопросе, раскрыв связь между алкоголем, феромонами и брачными ритуалами.

Команда немецких биологов под руководством Яна Кизи (Ian Keesey) из Института химической экологии Общества Макса Планка задалась целью изучить влияние алкоголя на Drosophila melanogaster. Для этого ученые провели серию лабораторных экспериментов с насекомыми.

Опыты показали, что самцы дрозофил, употребляющие спирт, производят больше половых феромонов. Эти химические сигналы действуют на самок как магниты. Метанол, побочный продукт брожения, оказался главным катализатором: он стимулировал выработку феромонов, делал самцов заметнее в «брачной гонке» и повышал вероятность спаривания.

Такие самцы добивались внимания самок в два раза чаще трезвых сородичей. Однако здесь есть нюанс: насекомые строго контролировали дозировку. Они избегали токсичных концентраций алкоголя, чтобы не погибнуть. Ученые выяснили, что этот баланс регулируют три независимые нейронные цепи в мозге дрозофил.

Первые две цепи отвечают за распознавание этанола и метанола. Они запускают поведение, направленное на поиск спиртного. Третья цепь активируется при опасной концентрации метанола и вызывает своего рода отвращение. Благодаря такому механизму насекомые могут получить выгоду от алкоголя, не подвергаясь риску передозировки.

В экспериментах Кизи и его коллеги применили комплексный подход, в котором чередовали различные научные методы. С помощью химического анализа ученые измерили содержание спиртов в подгнивающих фруктах, а благодаря флуоресцентным меткам смогли визуализировать активность нейронов в мозге насекомых. Также исследователи наблюдали за тем, как самки делают выбор между трезвыми и «пьяными» самцами.

Оказалось, даже минимальные дозы метанола в пище самцов повышали их шансы на спаривание. При этом самки не употребляли алкоголь напрямую — их привлекал исключительно запах феромонов.

Авторы научной работы подчеркнули, что для дрозофил алкоголь — не экзотика, а часть повседневной жизни. Эволюция научила насекомых использовать его с пользой, не переступая грань между привлекательностью и смертельной опасностью.

Открытие немецких ученых меняет представление о роли алкоголя в природе. Для мушек спиртное — не угроза, а инструмент повышения репродуктивного успеха. Это первый пример того, как нейронные цепи регулируют баланс между пользой и риском, связанным с токсичными веществами.

Подробнее с результатами исследования можно ознакомиться в статье, опубликованной в журнале Science Advances.