У дрозофил нашли нейронный коррелят брачного ритуала — Naked Science
6 минут
Редакция

У дрозофил нашли нейронный коррелят брачного ритуала

Британские ученые обнаружили нейронную сеть, которая отвечает за выполнение брачного ритуала у дрозофилы фруктовой (Drosophila melanogaster). Результаты работы представлены в журнале eLife.

У животных брачный ритуал представляет собой сложную последовательность действий, предшествующих непосредственно процессу совокупления. Например, «ухаживание» самца дрозофилы проявляется в преследовании самки, постукивании лапками, контакте с ее гениталиями, исполнении видоспецифичной «песни» и сгибании брюха. Нарушение одного из этапов ритуала или совокупления делает размножение невозможным. При этом генетические и нейронные механизмы процесса изучены недостаточно.

 

Предыдущие исследования показали, что репродуктивная функция самцов дрозофил связана с генами dsx и fru, которые экспрессируются некоторыми нейронами. Так, подавление всех dsx-нейронов полностью тормозит брачное и копулятивное поведение, тогда как активация — провоцирует самцов на «ухаживания». Участие в брачных ритуалах, предположительно, принимают нервные клетки, расположенные в мозге и брюшном ганглии насекомых. Однако, какие именно из 650 dsx-нейронов задействуются, неизвестно.

 

Чтобы определить нейронный коррелят брачного поведения дрозофил, ученые из Оксфордского университета провели серию экспериментов. С помощью столбнячного токсина они блокировали две субпопуляции dsx-нейронов — моторные (в мозге, брюшном ганглии и передних лапках) и механосенсорные (в периферической нервной системе), — а также анализировали экспрессию фермента глутаматдекарбоксилазы 1 (связан с основным тормозным нейротрансмиттером насекомых GABA). Это позволило авторам найти третью субпопуляцию dsx-нейронов — тормозные.

 

Схема нейронной организации репродуктивного поведения самца дрозофилы. / © Hania J. Pavlou et al., eLife, 2016

 

Результаты показали, что самая большая субпопуляция моторных нейронов (80 у самцов и 100 у самок), участвующих в размножении, расположена в брюшном ганглии. Их инактивация приводила к невозможности самого присоединения гениталий, кроме того, такие самцы меньше времени уделяли «ухаживаниям». Наиболее активными механосенсорными нейронами у самцов оказались клетки, расположенные в ротовом аппарате, передних лапках и анальной пластинке. Основные тормозные нейроны находились в мозге и ганглии.

 

Искусственная стимуляция тормозных нейронов приводила к «выключению» моторных нейронов, связанных с совокуплением животных. Примечательно, что продолжительность «ухаживаний» в этом случае оставалась нормальной, а попыток спариться совершалось значительно больше (34 ± 3 против 7 ± 1), однако ни одна из них не была успешной. По мнению ученых, инактивация моторных нейронов, как и активация тормозных нейронов, делает координацию первых недостаточно точной для копуляции.

 

Полученные данные уточняют роль гена dsx в обеспечении репродуктивного поведения. Авторы отмечают, что результаты также противоречат гипотезе о том, что передача спермы от самца к самке у дрозофил связана с нейросетью, участвующей в брачном ритуале. В частности, это говорит о разной физиологической основе действий, сопровождающихся удовольствием (эякуляция), и репродуктивной функции в целом. Следующим шагом станет изучение того, как сигналы от упомянутых нейронов обрабатываются в мозге.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
7 часов назад
4 минуты
Сергей Васильев

Микроскоп с высокоскоростной камерой и компьютерное моделирование показали, что сперматозоиды плавают не за счет боковых движений хвоста, а быстро вращаясь всем телом.

6 часов назад
3 минуты
Сергей Васильев

Новый метод позволил сделать немагнитный пирит ферромагнетиком, подходящим для использования в электронике и солнечных батареях.

Вчера, 11:27
35 минут
Александр Березин

На планете разворачивается новая лунная гонка. Российская космическая отрасль пытается обозначить участие в ней, патентуя многопусковой полет к спутнику Земли. Очевидно, что это лишь суррогат сверхтяжелых ракет, которых мы пока не строим. США, напротив, активно разрабатывают сразу два сверхтяжа – но и там не все гладко. Их лунная программа может испытать сильнейший удар в ближайший год. Скептики считают, что усилия всех участников гонки бесполезны. Мол, пилотируемые полеты к другим небесным телам не нужны, ибо дороги. Автоматы смогут все сделать намного дешевле. На деле лунная программа, как мы покажем ниже, не дороже полетов к МКС. Да и автоматы не дадут нам ничего подобного результатам пилотируемой лунной экспедиции. Попробуем разобраться почему.

7 часов назад
4 минуты
Сергей Васильев

Микроскоп с высокоскоростной камерой и компьютерное моделирование показали, что сперматозоиды плавают не за счет боковых движений хвоста, а быстро вращаясь всем телом.

Вчера, 11:27
35 минут
Александр Березин

На планете разворачивается новая лунная гонка. Российская космическая отрасль пытается обозначить участие в ней, патентуя многопусковой полет к спутнику Земли. Очевидно, что это лишь суррогат сверхтяжелых ракет, которых мы пока не строим. США, напротив, активно разрабатывают сразу два сверхтяжа – но и там не все гладко. Их лунная программа может испытать сильнейший удар в ближайший год. Скептики считают, что усилия всех участников гонки бесполезны. Мол, пилотируемые полеты к другим небесным телам не нужны, ибо дороги. Автоматы смогут все сделать намного дешевле. На деле лунная программа, как мы покажем ниже, не дороже полетов к МКС. Да и автоматы не дадут нам ничего подобного результатам пилотируемой лунной экспедиции. Попробуем разобраться почему.

29 июля
7 минут
Мария Азарова

По мнению авторов новой работы, вертикальное сельское хозяйство позволит удовлетворить спрос на продукты питания, который значительно возрастет к середине-концу столетия. Благодаря вертикальным установкам можно будет повысить урожайность пшеницы в сотни раз, использовать повторно воду для полива и не зависеть от погоды.

6 июля
5 минут
Мария Азарова

Ученые, работающие с крупнейшим в мире радиотелескопом, сообщили об обнаружении эмиссии нейтрального водорода, исходящей от объектов за пределами нашей Галактики.

22 июля
66 минут
Александр Березин

С 2064 года численность людей начнет сокращаться — и этот процесс может быть необратим. Один из авторов соответствующей научной работы прямо указывает: если ничего не изменится, через несколько веков человечество вымрет. Однако есть вещи и похуже вымирания. Куда вероятнее иной сценарий: мир будет заселен теми, кто сможет размножаться в новых культурных условиях. К сожалению, значительная часть современных европейцев, американцев и, возможно, других народов будут вытеснены с первых страниц истории. Вдобавок те, кто победят в этой непростой борьбе, нам, сегодняшнему населению Земли, могут сильно не понравиться. Попробуем разобраться почему.

10 июля
7 минут
Мария Кривоченко

Биологи выяснили, какое воздействие оказывают радиоволны на эмбрионы рыб. Оказалось, они существенно не влияют на уровень смертности, морфологию и реакцию на свет, но немного подавляют сенсомоторные функции. Как это скажется на взрослых особях, еще предстоит выяснить.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Лучшие материалы
Предстоящие мероприятия
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: