Η αρσενική μύγα είναι “καταδικασμένη” να τραγουδά μέχρι να “ρίξει” τη θηλυκή

Την επόμενη φορά που θα πιάσεις τη μυγοσκοτώστρα για να μια εκτέλεση, θα ήθελα να ξέρεις τι πας να σκοτώσεις.

Δεν πρόκειται απλά, για ένα έντομο.

Οι μύγες και συγκεκριμένα η Drosophila melanogaster -δηλαδή η κοινή φρουτόμυγα- αποτελούν ένα από τα καλύτερα μοντέλα οργανισμών στη βιολογία, για την κατανόηση λειτουργιών που αφορούν και τον άνθρωπο.

Γιατί είναι σημαντικές οι μύγες

Ενώ έχουν σχετικά απλό νευρικό σύστημα, εμφανίζουν πολύπλοκες συμπεριφορές, όπως η μάθηση, η μνήμη, η λήψη αποφάσεων, η κοινωνική συμπεριφορά, η σεξουαλική συμπεριφορά και η επιθετικότητα.

Δηλαδή, ο εγκέφαλος τους είναι μικρός μεν, (έχει μέγεθος καρφίτσας και μεταξύ 140.000 και 200.000 νευρώνες -ο ανθρώπινος έχει 86 δισεκατομμύρια), αλλά και πολύπλοκος και για τους ερευνητές λειτουργεί ως απλοποιημένη έκδοση του δικού μας εγκεφάλου.

Πολλά από τα γονίδια τους είναι παρόμοια με τα δικά μας: περίπου 60 με 75% που σχετίζονται με ανθρώπινες ασθένειες, έχουν αντίστοιχα στην Drosophila.

Βοηθούν έτσι, στην κατανόηση νευροεκφυλιστικών ασθενειών (Πάρκινσον, Αλτσχάιμερ), καρκίνου, διαβήτη, ανοσοποιητικού συστήματος, ύπνου, μνήμης, συμπεριφοράς κα.

Εν τω μεταξύ, ο γρήγορος κύκλος ζωής (από 10 έως 12 μέρες) σημαίνει πως μπορούν να αναπαραχθούν σε τεράστιους αριθμούς, με πολύ χαμηλό κόστος.

Ο πιο ολοκληρωμένος χάρτης εγκεφαλικής λειτουργίας

Το 2024 δημοσιεύτηκε ο πρώτος πλήρης χάρτης “καλωδίωσης” του εγκεφάλου μιας ενήλικης θηλυκής μύγας, με περίπου 140.000 νευρώνες και περισσότερες από 50.000.000 συνάψεις.

Στις αρχές του μήνα (3 Σεπτεμβρίου) δημοσιεύτηκε ο ολοκληρωμένος χάρτης του κεντρικού νευρικού συστήματος αρσενικής μύγας, δηλαδή του εγκεφάλου και του νευρικού σωλήνα των 166.700 νευρώνων

Γιατί μπορεί να σε ενδιαφέρει αυτό;

Είναι η πιο λεπτομερής που έχει γίνει, σε πολύπλοκο εγκέφαλο ενήλικου ζώου και βοηθά να φανεί τι συμβαίνει μεταξύ αυτών των γονιδίων, του εγκεφάλου και της προκύπτουσας συμπεριφοράς.

Κατανοώντας αυτές τις συνδέσεις σε έναν σχετικά απλό εγκέφαλο, οι επιστήμονες ελπίζουν ότι θα μπορέσουν τελικά να μάθουν περισσότερα για το πώς λειτουργούν και πιο περίπλοκοι εγκέφαλοι, συμπεριλαμβανομένου του δικού μας που παραμένει ένα μυστήριο.

Έτσι, παραμένουν μυστήριο και κάποιες συμπεριφορές μας.

Η “κατασκευαστική” διάθεση των αρσενικών μυγών για ερωτοτροπία

Εκ πρώτης όψεως, ο αρσενικός και ο θηλυκός εγκέφαλος είναι αρκετά παρόμοιοι, με την πρόσφατη δημοσίευση να αποκαλύπτει διαφορές, οι οποίες δείχνουν “πώς οι μικροσκοπικές αλλαγές στις καλωδιώσεις μπορούν να κάνουν μεγάλη διαφορά σε συμπεριφορά, όπως η ερωτοτροπία”.

Φάνηκε πως οι αρσενικές μύγες τείνουν να τσακώνονται περισσότερο για λόγους που είναι “κατασκευαστικοί”: διαφορές στην καλωδίωση του εγκεφάλου) τις κάνουν πιο επιρρεπείς στην επιθετικότητα.

Οι ερευνητές είδαν και την εγκεφαλική καλωδίωση που εμπλέκεται στην πραγματοποίηση της παραγωγής ενός… ερωτικού τραγουδιού, ενός ήχου που παράγεται από το χτύπημα των φτερών και έχει ως στόχο την προσέλκυση των θηλυκών.

H non stop διεκδίκηση του θηλυκού

Οι αρσενικές μύγες διαθέτουν μια έμφυτη, επίμονη, στοχοπροσηλωμένη συμπεριφοράς όταν διεκδικούν μια θηλυκή μύγα: το τραγούδι τους.

Ενσωματώνουν αισθητηριακές πληροφορίες (όσφρηση μέσω φερομονών, γεύση από το άγγιγμα του θηλυκού, οπτικά ερεθίσματα) για να εντοπίσουν το κατάλληλο θηλυκό. Προκύπτει έτσι, μια διαρκή εσωτερική κατάσταση διέγερσης που επιτρέπει στο αρσενικό να τραγουδάει και να κυνηγάει το θηλυκό, μέχρι την κατάκτηση.

Άπαξ δηλαδή, και ενεργοποιηθούν οι νευρώνες προάγεται η συνεχής ερωτοτροπία ή αν προτιμάς, μια ισχυρή και επίμονη διάθεση για ερωτοτροπία. Mόλις αρχίσει η διαδικασία, η αρσενική μύγα δυσκολεύεται πολύ να σταματήσει μέχρι να τον αποδεχτεί το θηλυκό ή να μπει άλλος στη μέση και να διακόψει.

Τα τραγούδια μπορεί να είναι εκατοντάδες και άρα να διαρκέσουν πολλά λεπτά. Εν τω μεταξύ, οι αρσενικές μύγες προσαρμόζουν τον τύπο τραγουδιού σε πραγματικό χρόνο με βάση την απόσταση και την κίνησή του.

Οι επιστήμονες κατάλαβαν έτσι, τις γενικές αρχές για το

• πώς ο εγκέφαλος μετατρέπει αισθητηριακά σήματα σε παρατεταμένη δράση
• πώς δημιουργείται και διατηρείται μια εσωτερική κατάσταση («θέλω να συνεχίσω») και
• πώς μικρές αλλαγές στην καλωδίωση μπορούν να αλλάξουν δραματικά τη συμπεριφορά.

Αυτά δεν σημαίνουν πως ό,τι συμβαίνει στον εγκέφαλο της αρσενικής μύγας συμβαίνει και σε αυτόν του αρσενικού ανθρώπου, αλλά ότι μέσα από αυτό το απλό και πλήρως χαρτογραφημένο σύστημα μπορούμε να ανακαλύψουμε γενικές αρχές που μας βοηθούν να καταλάβουμε καλύτερα και τον δικό μας, πολύ πιο περίπλοκο, εγκέφαλο.

Την επόμενη φορά λοιπόν, που θα πιάσεις τη μυγοσκοτώστρα σκέψου τι πας να κάνεις.