Эволюция запаха у плодовых мушек: как они обнаруживают и реагируют на новые химические сигналы из окружающей среды

Вы наверняка знаете, что мухи-дрозофилы — это не только надоедливые существа, которые летают вокруг нашей еды, но и одни из самых популярных объектов для генетических экспериментов. Но знаете ли вы, что у этих маленьких мух есть удивительная способность адаптироваться к разным условиям среды, меняя свои чувства запаха и вкуса?

Недавно опубликованное в журнале Nature Communications исследование, проведенное международной командой ученых под руководством доктора Романа Аргуэльо из Королевского университета Марии в Лондоне, показало, что у разных видов мух-дрозофил существуют значительные различия в том, как они обнаруживают и реагируют на химические сигналы из окружающей среды. Для этого исследователи сравнили уровни экспрессии генов, ответственных за обоняние, в пяти разных тканях, включая нос, язык и лапки, у шести видов мух, живущих в разных климатических зонах.

Оказалось, что большинство генов, связанных с обонянием, остаются стабильными в течение эволюции, то есть они не меняют свою активность от поколения к поколению. Это говорит о том, что эти гены выполняют важные и консервативные функции для выживания мух. Однако среди этой стабильности исследователи нашли и острова разнообразия — тысячи генов, которые сильно меняли свою экспрессию в зависимости от вида мухи. Это означает, что эти гены адаптировались к специфическим условиям среды, в которой живет каждый вид мухи, и дали им возможность воспринимать новые запахи, быть более или менее чувствительными к ним, и использовать их для разных целей, таких как поиск пищи, партнера или убежища.

Интересно, что эти изменения в экспрессии генов не были равномерными по всем тканям. Например, в передних лапках D. melanogaster, самого известного вида мухи, было обнаружено много генов, которые были сильнее выражены у самцов, чем у самок. Это указывает на то, что эти лапки играют особую роль в обнаружении запахов, которые важны для самцов, например, феромоны самок или конкурентов. Таким образом, исследование показало, что половые различия в обонянии могут быть связаны не только с разными генами, но и с разным использованием одних и тех же генов в разных тканях.

Это исследование не только раскрывает удивительный мир сенсорной эволюции у мух-дрозофил, но и дает нам ценные уроки о том, как другие животные, в том числе и мы, люди, адаптируем свои чувства к изменяющемуся миру. Ведь мы тоже постоянно подвергаемся воздействию разных химических веществ, которые могут влиять на наше обоняние и вкус. Как мы реагируем на них? Как они влияют на наше поведение, настроение, здоровье? Какие гены и клетки отвечают за это? Эти и многие другие вопросы остаются открытыми для будущих исследований.