Al elegir un compañero, hembras de diferentes subespecies de Drosophila mojavensis reconozca a los compañeros de apareamiento correctos, principalmente por su canción o por su olor. Esto fue descubierto por investigadores del Instituto Max Planck de Ecología Química y sus socios de colaboración internacional, como informa un nuevo estudio. Solo se produce una feromona sexual masculina específicapor los machos de dos de las cuatro subespecies, y es crucial para la elección del compañero de las hembras correspondientes Las hembras de la subespecie en la que los machos ya no producen esta feromona también pueden percibir el mensajero químico, pero para ellos la canción de apareamiento específicaes más importante para la elección de los machos correctos que su olor. Aparentemente, las nuevas especies evolucionan cuando se altera la señal de apareamiento químico y, a su vez, la señal es reinterpretada por el sexo opuesto en el contexto de otras señales, como el cortejocanción.
Cuatro subespecies de la mosca del desierto Drosophila mojavensis son conocidos en Estados Unidos y México. Solo evolucionaron hace unos 250,000 años, que es un período relativamente corto desde una perspectiva evolutiva. Por lo tanto, una investigación de estas subespecies es una oportunidad para que los científicos sigan los eventos evolutivos y la especiación incipiente "viva. "Las cuatro subespecies se encuentran en regiones geográficamente aisladas. Mientras que las dos subespecies del norte se especializaron en los frutos de las especies de cactus en el desierto de Mojave o en la isla californiana de Santa Catalina, las dos subespecies del sur usan cactus en el desierto de Sonora y en elParte mexicana de California como sustrato alimentario y de reproducción.
De particular interés es el comportamiento de apareamiento diferente de los cuatro Drosophila mojavensis subespecie. En su entorno natural, los machos generalmente eligen un sitio cerca de su sustrato de cría y atraen a las hembras a esta ubicación. Al realizar análisis químicos y experimentos neurobiológicos, el equipo de investigación pudo identificar las señales químicas involucradas en el cortejo y el apareamiento yentender su función
La pérdida de una feromona puede ser un mecanismo de aislamiento
Aunque las subespecies solo se han separado por una escala de tiempo evolutiva relativamente corta, los científicos descubrieron una feromona producida solo por los machos en las dos subespecies del norte, mientras que los machos de las especies del sur no la producen ". Hembras del norte"Las subespecies prefieren machos que producen este olor y, por lo tanto, evitan el apareamiento con machos de la subespecie del sur", Markus Knaden, autor principal del estudio, describe los resultados. Sorprendentemente, las hembras de la subespecie del sur también pudieron detectar esta feromona, pero seleccionaronsus machos correctos de todos modos, incluso si la feromona de sus parientes del norte se hubiera aplicado a sus congéneres masculinos. Al parecer, ignoraron el olor y otorgaron mayor importancia a la canción de cortejo específica de su subespecie al elegir un compañero. Para las hembras de la subespecie del norte,Por otro lado, la canción de cortejo masculino era mucho menos importante que el aroma correcto al elegir un compañero.
Las cuatro subespecies de Drosophila mojavensis use además otra feromona sexual como señal de apareamiento. Los investigadores pudieron demostrar que este compuesto químico no se percibe como una señal olfativa, sino a través de las células gustativas en la pata delantera de las moscas. Curiosamente, esta feromona, que estransferido de un macho a una hembra durante el apareamiento, actúa como un anti-afrodisíaco en otros machos y evita que las hembras apareadas vuelvan a aparearse antes de poner sus huevos. Al transmitir esta feromona durante el apareamiento, un macho puede asegurar su paternidad.
El receptor olfativo responsable de las respuestas femeninas a las feromonas sexuales se identificó usando CRISPR-Cas9. Además de los análisis químicos y los experimentos de comportamiento, los científicos investigaron qué áreas del cerebro de la mosca responden a las feromonas durante el apareamiento ". La tecnología CRISPR-Cas9nos permitió identificar e incluso silenciar los canales olfativos que subyacen a los comportamientos sexuales en Drosophila mojavensis . Esto nos permitió resolver el antiguo misterio de las barreras de aislamiento responsables de la evolución de los cuatro Drosophila mojavensis subespecie ", dice Mohammed Khallaf, autor principal del estudio.
Los investigadores observaron que una activación del receptor olfativo Or65a induce receptividad femenina en una subespecie de D. mojavensis. Curiosamente, el mismo receptor también existe en las especies modelo bien estudiadas Drosophila melanogaster donde tiene el efecto contrario, sin embargo: en D. melanogaster, Or65a media que las hembras apareadas se sienten menos atraídas por la feromona sexual de otros machos.
La evolución de las feromonas sexuales aún guarda muchos misterios. Una nueva señal de olor producida por un sexo también debe ser percibida e interpretada correctamente por el otro. En el caso de las dos subespecies del sur de Drosophila mojavensis , una feromona sexual se perdió en el curso de la evolución, mientras que otra señal de apareamiento, la canción de cortejo de los machos, recibió una prioridad más alta. "Actualmente estamos identificando feromonas potenciales de un gran número de moscas. Para ganarPara comprender mejor la evolución de las feromonas en su conjunto, debemos analizar más detenidamente otros casos en los que aparecen nuevas feromonas o donde pequeños cambios químicos en especies estrechamente relacionadas pueden dar lugar a eventos de especiación ", dice Bill Hansson, jefe del Departamento deNeuroetología evolutiva, explicando los planes de investigación adicionales.
A pesar de la complejidad de los cambios en la producción, detección e interpretación de las señales de apareamiento, que no siempre ocurren de manera coordinada durante la evolución de nuevas especies, una cosa es cierta: las hembras siempre encuentran los machos correctos, es decir, los de suspropia sub especie. Ya sea que se enamoren de un aroma masculino o sucumban al encanto de una canción: parece ser una ventaja sopesar todas las pistas disponibles a fondo.
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Materiales proporcionado por Instituto Max Planck de Ecología Química . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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