Исследователи из Японии генетически перенесли уникальное брачное поведение одного вида плодовых мушек на другой. Включив один ген в нейронах, вырабатывающих инсулин, команда успешно заставила один из видов плодовых мушек ( Drosophila melanogaster) предстоит выполнить обряд передачи, не имевший места ранее. В журнале опубликовано исследование Science, это первый случай, когда удалось изменить один ген, чтобы сформировать новые нейронные связи и передать поведение между разными видами.
У большинства самцов плодовых мушек ухаживание за самками включает в себя быстрое взмахивание крыльями, сопровождающееся созданием звуковых паттернов, известных как «песни ухаживания». Однако у Drosophila subobscura выработалась совершенно иная стратегия: самцы отрыгивают пищу и преподносят её самкам во время ухаживания. Такого поведения нет у близкородственных видов, таких как D. melanogaster.
Эти два вида плодовых мушек эволюционировали, разделившись примерно 30–35 миллионов лет назад. У обоих видов присутствует ген, обозначаемый как «бесплодный» или «fru», который регулирует поведение самцов в процессе ухаживания, однако они используют различные подходы: один вид издаёт звуки, а другой предлагает дары. Причину этого различия определили исследователи: у мух, делающих подарки ( D. subobscura) нейроны, вырабатывающие инсулин, связаны с центром контроля ухаживания в мозге, а у поющих мух ( D. melanogaster) эти клетки не связаны.
«Активация гена fru в нейронах, синтезирующих инсулин, у поющих мух привела к тому, что клетки начали формировать длинные нейронные отростки и устанавливать связи с центром ухаживания в мозге. В результате создавались новые нейронные цепи, которые впервые у D. melanogaster привели к дарению подарков», — объяснил доктор Рёя Танака, соавтор исследования из Нагойского университета.
Ученые внедрили ДНК в эмбрионы D. subobscura, для создания мух с термоактивируемыми белками в конкретных клетках мозга были предприняты усилия. Ученые применяли тепло для активации определенных групп клеток и проводили сравнение мозга мух, способных к рвотным реакциям, и мух, не демонстрирующих их. В результате анализа было установлено, что 16–18 нейронов синтезируют инсулин и специфичный для самцов белок FruM, который локализуется в области мозга, известной как межмозговая перегородка.
«Согласно нашим результатам, эволюция поведения не требует образования новых нейронов. Небольшие генетические изменения в существующих нейронах вполне способны вызвать разнообразие поведенческих моделей и стимулировать процесс видообразования», — заявил доктор Юсуке Хара, один из авторов исследования.
«Мы продемонстрировали, как можно отследить генетические истоки сложных поведенческих моделей, например, обмена свадебными подарками, чтобы понять, как эволюция формирует принципиально новые стратегии, способствующие выживанию и размножению видов», — подытожил ведущий автор исследования, доктор Дайсукэ Ямамото.
[Фото: Tanaka et al., 2025 / Nagoya University]