Los humanos no somos las únicas criaturas atraídas por el olor de una buena comida. Las larvas de la mosca de la fruta son igualmente susceptibles a los olores de los alimentos, aunque los olores que los atraen pueden no ser atractivos para nosotros.
Drosophila melanogaster las larvas deben ganar una enorme cantidad de peso muy rápidamente para convertirse en moscas de la fruta completamente desarrolladas, por lo que encontrar comida es una alta prioridad, una que motive su comportamiento a pesar de los posibles riesgos.
Sabiendo que estas larvas responden a los olores pero no comprenden completamente el proceso mediante el cual toman decisiones a través de señales olfativas, los científicos de la Universidad de California en Santa Bárbara están utilizando este organismo modelo para estudiar la función cerebral en relación con el control del comportamiento.
Buscando mejorar esa comprensión mecanicista, los investigadores y colegas de UCSB del Centro de Regulación Genómica CRG en Barcelona se dirigieron al Instituto Catalán de Nanociencia y Nanotecnología. Pidieron a los ingenieros catalanes que construyeran un vivero basado en microfluídica en el que observar la frutaLos científicos demostraron en experimentos posteriores que las larvas de D. melanogaster son capaces de tomar decisiones que equilibran el riesgo con el beneficio en el contexto de su búsqueda de alimentos. Los hallazgos del equipo aparecen en la revista eLife .
"Las larvas tienen cerebros relativamente simples en comparación con los vertebrados, lo que los hace buenos candidatos para el estudio", dijo el autor correspondiente Matthieu Louis, profesor asistente en el Departamento de Biología Molecular, Celular y del Desarrollo de la UCSB. "Queríamos explorar las capacidades deestas larvas en condiciones naturalistas. Sabemos que tienden a moverse hacia la comida cuando hay un olor atractivo, por lo que diseñamos el vivero para imitar las condiciones de la fruta en descomposición, la comida favorita de las larvas ".
La cámara transparente contiene agarosa, un hidrogel con una textura que se puede ajustar a varios grados de "dureza". Las larvas se introducen en la superficie del gel, y cuando no es demasiado duro, cavan, un comportamiento instintivo quelos ayuda a evitar las avispas depredadoras y la luz solar, que pueden deshidratarlas.
Los cuerpos cilíndricos de las larvas están orientados hacia abajo y usan dos tubos de respiración para permanecer oxigenados debajo de la superficie. Si la levadura o el azúcar se han mezclado con la agarosa, permanecen cerca de la superficie del hidrogel. En ausenciade comida, modifican su comportamiento.
"Si el hidrogel no contiene comida pero agregamos una señal de comida en el fondo de la cámara, las larvas se sumergen más profundo y con mayor frecuencia", dijo el autor principal Daeyeon Kim, quien realizó esta investigación en el CRG y ahora es un becario postdoctoralen UCSB ". De hecho, pueden ir más profundo durante bastante tiempo antes de regresar a la superficie para respirar. Sin embargo, este comportamiento de inmersión se suprime cuando la agarosa contiene alimentos. Luego se quedan en la superficie y siguen comiendo el sustrato."
El buceo es el comportamiento de búsqueda de alimentos de las larvas. Si están desesperadamente hambrientos en la superficie, comienzan a explorar el resto del vivero, aunque descender al hidrogel significa una falta de oxígeno. Los investigadores querían saber si podían motivarlos.las larvas se sumergen con mayor frecuencia a pesar de este riesgo. Y descubrieron que podían hacerlo.
"Esto es interesante porque las larvas exhiben un comportamiento arriesgado", dijo Louis. "De hecho, demostramos que las larvas mueren si no pueden regresar a la superficie cuando el sustrato es demasiado líquido y la baja fricción dificulta su locomoción. Por lo tanto,bucear conlleva el riesgo de ahogamiento. Habiendo observado este comportamiento y demostrado que los olores hacen que las larvas superen su tendencia natural a moderar el riesgo asociado con la búsqueda de alimentos, queremos comprender las áreas del cerebro involucradas en este proceso de equilibrar el costo y el beneficio.trabaje para el futuro ahora que hemos caracterizado su comportamiento de excavación y buceo en detalle "
Como parte del mismo estudio, los investigadores también examinaron una plaga de frutas de la misma familia D. suzukii . Capaz de atacar la fruta fresca, esta especie usa un ovipositor para perforar bayas y cerezas y depositar huevos que eventualmente convierten los cultivos en un puré poco atractivo. Hasta la fecha, no hay insecticidas efectivos o técnicas de manejo disponibles para controlar estas plagas de cultivos.
En este segundo experimento, el equipo modificó el hidrogel para imitar la superficie más dura de la fruta fresca y descubrió que D. suzukii podría cavar más y bucear más tiempo que D. melanogaster . Sus hallazgos indican que esta especie de plaga se adapta mejor a las condiciones hipóxicas.
Los investigadores también encontraron un compuesto orgánico que actuó como elemento disuasorio D. suzukii : geosmina, que es producida por microorganismos. La geosmina era tan repelente a esta especie que las larvas no solo suprimieron su comportamiento de buceo sino que escaparon del vivero al exprimir a través de canales de aire poco profundos de solo 200 micrómetros de diámetro.
"Geosmin probablemente no sea el olor que la gente querrá usar en el futuro para tratar de crear algún tipo de repelente para D. suzukii ", dijo Louis." Huele a tierra húmeda, un olor que probablemente no quieres en tu fresa. Pero hemos proporcionado una prueba de concepto de que el vivero podría usarse para probar otras sustancias que algún día pueden provocaruna solución efectiva para manejar estas plagas de cultivos "
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de California - Santa Bárbara . Original escrito por Julie Cohen. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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