این مگس میوه نشان می دهد که چگونه زمینه اجتماعی و محیطی شیوه های جفت گیری را شکل می دهد

ویرایش شده توسط Swati Mestri، بررسی توسط Robert Egan

این مقاله با توجه به روند و سیاست‌های ویرایشی Science X بررسی شده است. ویراستاران ضمن اطمینان از اعتبار محتوا، ویژگی های زیر را برجسته کرده اند:

یک زمین رقص شلوغ را تصور کنید که در آن بدن‌ها در زیر یک توپ پر زرق و برق دیسکو حرکت می‌کنند. برخی از رقصنده ها با هم جفت می شوند، که توسط فضای پر هیاهو به هم کشیده شده اند. برای مگس ها، مانند انسان ها، فضای مناسب می تواند به عنوان یک آفرودیزیک قوی عمل کند.

برای مگس میوه Drosophila erecta، این رایحه یک میوه تخمیر شده است که صحنه را تنظیم می کند و بسیاری از مگس ها را برای رقص خواستگاری آنها گرد هم می آورد. این محیطی است که نرهای D. erecta برای تحریک رفتار جفت‌گیری به آن نیاز دارند: مملو از مگس‌های دیگر، از نظر بصری محرک و سرشار از عطر تند میوه مورد علاقه‌شان. بدون این رایحه، مردان هیچ علاقه ای به خواستگاری نشان نمی دهند.

این یافته‌ها که توسط دانشمندان راکفلر در مقاله‌ای جدید در Nature توضیح داده شده است، نشان می‌دهد که چگونه بوم‌شناسی و زمینه اجتماعی رفتارهای جفت‌گیری را شکل می‌دهند و نشان می‌دهند که چگونه فعالیت عصبی پشت آنها نشان داده می‌شود.

فیلیپ براند، نویسنده اول، پسادکتر سابق در آزمایشگاه ماکساوی و رهبر گروه تحقیقاتی ماکساوی و فیزیولوژی ماکساوی می‌گوید: «در حالی که D. erecta دارای مدارهای عصبی حفاظت‌شده مشابه با دیگر گونه‌های مگس سرکه است، در میان آنها منحصربه‌فرد است، زیرا مغز آن به یک ورودی محیطی اضافی - عطر غذا - برای فعال کردن نورون‌هایی نیاز دارد که برانگیختگی جنسی را افزایش می‌دهند. فرانکفورت بدون آن رایحه، نرها برخلاف پسرعموهای نزدیک خود، کاملا به جفت گیری بی علاقه هستند.

ونسا روتا، سرپرست آزمایشگاه، می‌گوید: «رفتارهای معاشقه با مگس سرکه واقعا به زیبایی با محیط تنظیم می‌شوند، که به ویژه با توجه به اینکه مگس‌های میوه یک گونه اجتماعی در نظر گرفته نمی‌شوند، جالب است. "این مطالعه به خوبی یک اصل در حال ظهور را نشان می دهد: اینکه خواستگاری بر اساس زمینه های اکولوژیکی و اجتماعی شکل می گیرد و نمی توان واقعا از آن جدا شد. به طور شهودی، بسیار منطقی است. ما انسان ها نسبت به اینکه چگونه به دیگران بسته به بافت اجتماعی واکنش نشان می دهیم بسیار حساس هستیم، بنابراین تعجب آور نیست که حیوانات دیگر نیز برای انجام همین کار تکامل یافته اند."

در حالی که تانگوی پیچیده معاشقه مگس سرکه مدلی برای مطالعه مکانیسم‌های حسی و مداری کنترل کننده برانگیختگی جنسی ارائه کرده است، بیشتر مطالعات بر روی جفت‌های منفرد نر و ماده در محیط‌های آزمایشگاهی جدا شده متمرکز شده‌اند که منعکس‌کننده دنیای طبیعی غنی از حس نیست، جایی که این جفت‌گیری‌ها در میان صدها مگس انجام می‌شود که به دنبال فضا روی یک میوه هستند.

روتا می گوید: «مشاهده خواستگاری و رفتارهای اجتماعی در مگس ها در این محیط بسیار انتزاعی رخ داده است. "تلاش برای تکرار یک محیط طبیعی تر، چارچوب بسیار متفاوتی برای تفکر در مورد ساختار این رفتارها فراهم می کند."

برند، یک زیست شناس تکاملی است که کار میدانی گسترده ای را در آمریکای مرکزی برای دکترای خود انجام داد. قبل از پیوستن به آزمایشگاه روتا، هدف این بود که محیط های اجتماعی و میزبان را در یک محیط بومی تر برای مطالعه فعلی کاوش کند.

از آنجایی که برخی از یافته‌های اولیه نشان می‌دهند که مدارهای بویایی ممکن است در رفتارهای اجتماعی و معاشقه‌ای در میان مگس‌های میوه دخیل باشند، محققان محیط‌های مختلفی را ایجاد کردند که منعکس‌کننده تعدادی از سناریوهای بالقوه است که مگس نر ممکن است خود را در آن بیابد: به تنهایی یا با بسیاری دیگر، با رایحه سرکه سیب (ACV) به عنوان نماینده‌ای برای تخمیر میوه، بدون هیچ گونه بویی از دسته گل.

برند توضیح می‌دهد: «ما از محفظه‌های سنجش بزرگ با یک تکه غذایی مرکزی ACV روی آگار برای تقلید از حضور یک میوه در حال تخمیر در طبیعت استفاده کردیم. "ما تفاوت های قابل توجهی در وابستگی به بوی غذا برای رفتارهای جفت گیری در بین گونه ها پیدا کردیم و D. erecta کاملا منحصر به فرد ظاهر شد."

به عنوان مثال، مگس نر D. melanogaster و چندین گونه نزدیک دیگر، عرصه آزمایش را کاوش کردند و با مگس های ماده جفت شدند، خواه ACV وجود داشته باشد یا نباشد.

در مقابل، زمانی که ACV وجود نداشت، D. erecta نر اساسا در اطراف نشسته بود و به محیط اطراف خود یا سایر مگس های میوه علاقه نداشت. با این حال، رایحه ACV رفتار آنها را کاملا تغییر داد: آنها روی پچ ACV قرار گرفتند و به طور مداوم به مگس های نزدیک - ماده یا نر - نزدیک می شدند تا زمانی که یک بازی موفق پیدا کردند. بیش از 90٪ از جفت گیری D. erecta در پچ ACV رخ داده است، در حالی که جفت D. melanogaster بیشتر فضایی توزیع شده بود.

برند می‌گوید: «به محض اینکه غذا وجود دارد، یک تعامل بسیار شدید بین همه مگس‌ها می‌شود. این یک جور آشفته به نظر می رسد زیرا همه در حال تعامل با همه هستند.

در واقع، نرهای D. erecta زمانی که عضوی از یک گروه بزرگ‌تر بودند نسبت به زمانی که با یک ماده مجرد تنها بودند، معاشقه شدیدتری از خود نشان دادند، که نشان می‌دهد حرکت مگس‌های مجاور برانگیختگی آنها را افزایش می‌دهد. حرکت مداوم به طور چشمگیری تجربه بصری هر نر را تغییر داد، بخش بینایی او را که توسط مگس‌های دیگر اشغال شده بود گسترش داد و حرکت بینایی را در شبکیه چشم او افزایش داد.

برای اینکه بفهمند در حضور ACV در مغز D. erecta چه می‌گذرد، محققان نرها را در یک مجموعه واقعیت مجازی ساخته‌شده در آزمایشگاه روتا قرار دادند که در آن مگس روی توپی با هوا راه می‌رود و می‌تواند بچرخد و در جای خود به جلو یا عقب حرکت کند، در حالی که فعالیت مغز آن نظارت می‌شود.

تحقیقات قبلی در آزمایشگاه یک مدار عصبی حفاظت‌شده را در ناحیه بالاتر مغز در میان چندین خویشاوند نزدیک ارگانیسم مدل مگس سرکه شامل نورون‌های P1 و نورون‌های بصری LC10a کشف کرده بود که تعقیب خواستگاری هدایت‌شده بصری را هماهنگ می‌کند. آن مدار در طول رفتار جفت گیری D. erecta نیز فعال بود - اما با یک پیچ و تاب جدید.

برند توضیح می‌دهد: «در D. erecta، این نورون‌های بینایی P1 و LC10a تنها زمانی فعال می‌شوند که بوی غذا وجود داشته باشد. این قدرت بینایی بالا، نرها را به سمت مگس‌های دیگر می‌کشاند - یک «غذاجویی اجتماعی» که به اصطلاح، به رقص شلوغ وصله ACV منتهی می‌شود. این باعث افزایش حرکت بصری می شود که به نوبه خود برانگیختگی مرد را افزایش می دهد و یک حلقه بازخورد ایجاد می کند.

روتا خاطرنشان می کند: «این حلقه بازخورد باعث ایجاد رفتارهای جمعی از نوع رفتارهایی می شود که در ماهی ها، گله های پرندگان یا دسته های ملخ مشاهده می کنید. این موجودات معمولا غیراجتماعی در واقع به شدت توسط محیط اجتماعی و محیط اکولوژیکی خود شکل می‌گیرند.»

این با دانسته های محققان در مورد این گونه در طبیعت مطابقت دارد. در آنجا، فصل جفت گیری D. erecta کوتاه است: میوه میزبان آن، اسکروپین آفریقای غربی، فقط برای دو تا چهار ماه از سال در فصل است، که یک محیط تولید مثلی بسیار رقابتی ایجاد می کند که تحت یک بحران زمانی جدی عمل می کند. در مقابل، D. melanogaster دارای تنوع گسترده ای از منابع غذایی در طول سال است.

جالب اینجاست که به نظر نمی رسد رفتار منحصر به فرد D. erecta از تکامل یک مسیر برانگیختگی کاملا جدید در مغز پدید آمده باشد. برند می‌گوید: «در عوض، این تغییر در نحوه وزن‌دهی ورودی‌های حسی است که باعث ایجاد عملکردهای جدید می‌شود. برای مثال، در D. erecta، اطلاعات بویایی به عنوان دروازه بسیار سخت‌گیرانه عمل می‌کند که وزن نحوه استفاده از نشانه‌های بصری برای واسطه‌گری رفتار معاشقه را تغییر می‌دهد. "این نوعی به هم زدن با یک بستر عصبی حفاظت شده است تا سیم کشی مجدد آن."

روتا می‌گوید: این اثر خواستگاری را نه به‌عنوان آیینی بین یک مرد و یک زن، بلکه به‌عنوان تمرینی که عمیقا در بافت اجتماعی طبیعی خود جای داده است، بازخوانی می‌کند. ما باید فراتر از خواستگاری فکر کنیم که یک دونفره زیبا بین یک مرد و یک زن است.

ونسا روتا، نشانه‌های اکولوژیکی و اجتماعی خواستگاری هماهنگ را در مگس سرکه، طبیعت (2026) تنظیم می‌کند. DOI: 10.1038/s41586-026-11209-9. www.nature.com/articles/s41586-026-11209-9

سواتی مستری دارای مدرک لیسانس در مهندسی الکترونیک است و از سال 2019 به عنوان ویرایشگر محتوا کار کرده است. او ویرایش اسناد تحقیقاتی در زمینه فناوری، مراقبت های بهداشتی و علم مواد را تجربه کرده است و علاقه خاصی به فناوری و فضا دارد. نمایه کامل →

لیسانس زیست شناسی ریاضی، کارشناسی ارشد در نوشتن خلاق. خوش سفر با دیدگاه های منحصر به فرد در علم و زبان. نمایه کامل →