In che modo il frutto vola svuota tra corteggiamento e aggressività per lottare per i compagni

Il nuovo studio, pubblicato in CellaSpiega come il cervello della mosca della frutta coordina il corteggiamento e la competizione aggressiva, un quadro che alla fine potrebbe aiutare gli scienziati a capire come gli umani adattino in modo flessibile il loro comportamento a diversi contesti e interazioni sociali. I risultati suggeriscono anche che le decisioni di accoppiamento nelle mosche sono altrettanto influenzate dalle interazioni tra i maschi quanto dalla preferenza femminile-qualcosa che non era stato apprezzato negli studi precedenti sulle singole coppie maschile.

“Si scopre che il successo dell’accoppiamento non riguarda solo se una mosca maschile sia la più vigorosa nel suo corteggiamento”, afferma Vanessa Ruta, responsabile del laboratorio di neurofisiologia e comportamento. “È anche se può intrecciare con successo corteggiamento e aggressività di momento in momento per ottenere un vantaggio competitivo rispetto ad altri maschi.”

Catturare il corteggiamento in azione

Nella maggior parte delle ricerche precedenti su come minuscolo Drosophila melanogaster Mosche di frutta Mate, i ricercatori hanno osservato un maschio e una femmina insieme. Ciò ha portato a approfondimenti su come la canzone di una mosca maschile rende una femmina ricettiva all’accoppiamento. Ma Ruta e i suoi colleghi sospettavano che questi esperimenti non riflettessero pienamente la vera natura del corteggiamento della mosca.

“In natura, le mosche scelgono i compagni nel contesto di un paesaggio sociale davvero complesso. Molte mosche si riuniscono su un pezzo di frutta in decomposizione e probabilmente ci saranno molti maschi che perseguono una femmina”, afferma Ruta. “In passato, quel tipo di interazione non è stato catturato negli esperimenti di laboratorio.”

Il team di Ruta, guidato dagli ex studenti laureati di Rockefeller Tom Hindmarsh Sten e Rufei Li-entrambi i compagni di ricerca ora post-dottorato presso gli esperimenti di Stanford University con due mosche di frutta maschile in lizza per una femmina. Hanno usato software di tracciamento della posa e strumenti computazionali per disimballare l’interazione complessa e il feedback tra queste tre persone.

In genere, le mosche femminili hanno molte meno probabilità di accoppiarsi con maschi senza ali, che sono muti e non possono produrre canzoni. Tuttavia, quando la squadra mise un maschio senza ali e un maschio alato con una femmina, la femmina a volte si accoppiava con la mosca senza ali – in genere quando le era vicino mentre la mosca alata cantava. L’esperimento ha suggerito che la qualità della canzone di una singola mosca non era importante come la semplice presenza della canzone.

“Ha dimostrato che la femmina non sta effettivamente facendo una scelta in base a chi ha la canzone più perfetta”, afferma Li. “Il maschio senza ali può intrufolarsi mentre il maschio alato canta e la femmina è altrettanto ricettiva.” I maschi senza ali possono quindi sfruttare la canzone di un rivale – un uomo letterale dell’ala, per così dire.

Bloccare la competizione

Ma la squadra ha osservato qualcos’altro quando due maschi alati, entrambi in grado di cantare, erano in competizione per un compagno. Quando un maschio iniziò a cantare vicino alla femmina, l’altro maschio iniziò rapidamente a lanciare le ali, producendo un distinto ronzio ad alta frequenza-diverso da una canzone di accoppiamento.

Attraverso studi sul cervello della Fly femminile, insieme alle osservazioni del suo comportamento durante la riproduzione di registrazioni di canzoni di accoppiamento e film ad ala, i ricercatori hanno scoperto che il rumore delle ala-flicks ha interrotto la capacità della femmina di percepire chiari canzoni di corteggiamento. Mentre le canzoni di corteggiamento hanno attivato una serie di neuroni noti per incoraggiare l’accoppiamento, il rumore del film dell’ala ha attivato i neuroni opposti che bloccano la sua ricettività.

“Queste vibrazioni in realtà inchidono il sistema uditivo della mosca femminile in modo che non possano sentire il vicino maschio rivale”, afferma Hindmarsh Sten.

Insieme, questi dati sfidano il presupposto di lunga data che le femmine prendano tutte le decisioni di accoppiamento basate sulla prestazione di corteggiamento di un maschio. Invece, le mosche maschi bilanciano due comportamenti: cantare una canzone di corteggiamento alla femmina per renderla ricettiva all’accoppiamento e all’esecuzione di film di ala verso un concorrente quando sta tentando di cantare, al fine di sovvertire il suo corteggiamento. Il successo dell’accoppiamento è modellato da una battaglia in corso tra maschi, con la scelta femminile influenzata dalla quale il maschio ha superato con successo i suoi rivali.

La neuroscienza della competizione sociale

Per comprendere meglio come i maschi coordinano questi comportamenti, i ricercatori hanno registrato attività neurali mentre i maschi cantavano la canzone di corteggiamento o sfogliavano.

Nelle mosche maschili, i neuroni associati al corteggiamento sono stati attivati ​​quando le mosche hanno visto un oggetto piccolo e in movimento che ricordava un potenziale compagno. Tuttavia, neuroni specifici che evocano l’aggressività sono stati attivati ​​quando le mosche hanno sentito la canzone di accoppiamento di un altro maschio. È importante sottolineare che, sia i neuroni di corteggiamento che che promuovono l’aggressione potrebbero essere attivi allo stesso tempo, spiegando come i maschi passano rapidamente tra corteggiamento e aggressività senza fermare completamente nessuno dei due comportamenti.

Quando i maschi venivano geneticamente progettati in modo che i loro neuroni che promuovono l’aggressività fossero messi a tacere, i maschi smettono di eseguire i film delle ali, anche in presenza di altri maschi. Tuttavia, hanno continuato a corteggiare le femmine, indicando che questi due comportamenti sono controllati da serie separate ma interagenti di cellule cerebrali.

Meccanismi cerebrali simili esistono probabilmente nell’uomo, in cui bilanciamo costantemente la cooperazione e la competizione – non solo nelle interazioni romantiche, ma ogni volta che adattiamo il nostro comportamento ai nostri partner sociali, affermano i ricercatori.

“I dettagli di ciò che sta accadendo nel cervello per consentire alle mosche di forma questi comportamenti opposti probabilmente hanno parallelismi con altri sistemi”, afferma Ruta.