Мухи-дрозофилы лечат своих личинок алкоголем

Новое исследование в США показывает, что плодовые мушки откладывают яйца на источник пищи с высоким содержанием алкоголя, если видят в районе паразитических ос, вместо пищи без алкоголя.

Многие виды плодовых мушек (Drosophila) выработали толерантность к алкоголю, так как они питаются разлагающимися фруктами, которые могут содержать до 16% алкоголя, производимого естественными дрожжами. С другой стороны, алкоголь токсичен для ос, паразитирующих на личинках дрозофил (Leptopilina heterotoma и другие виды). Исследователи ранее показали, что заражённые осами личинки D. melanogaster будут потреблять даже токсичные количества алкоголя.

Крошечные самки ос паразитируют на личинках мух, откладывая яйца внутри их тел. Вылупившиеся личинки ос поедают личинок мух изнутри, часто убивая их. Потребление алкоголя личинками мух часто убивало паразита.

В новом исследовании мухам предоставили два источника пищи: один с 6% алкоголя, другой — без. Поведение мух наблюдали при наличии и отсутствии различных типов паразитических ос.

Результаты:

• Без ос: мухи предпочитали (60%) пищу без алкоголя, и эти личинки развивались во взрослых особей с более высокой скоростью.
• При наличии самок ос: мухи явно предпочитали (90%) откладывать яйца на пищу с алкоголем. Это обеспечивало вылупившимся личинкам готовый источник алкоголя, и они выживали лучше, чем личинки на пище без алкоголя. Это пример поведенческого иммунного ответа.

Мухи реагировали только на визуальное присутствие самок ос, паразитирующих на личинках. Их поведение не менялось при наличии самцов ос или других видов ос (паразитирующих на куколках). Для реакции требовалась работа зрительной системы, но мухи-мутанты без обоняния всё равно демонстрировали это поведение.

Это показывает, что самки мух могут визуально различать типы и пол ос, даже будучи выращенными в лаборатории без ос многие поколения. Мухи не реагировали на самцов ос даже с укороченными антеннами.

Поведенческий иммунный ответ сохранялся несколько дней после удаления ос, и взрослые мухи продолжали предпочитать пищу с алкоголем даже при его концентрации до 16%.

Ключевые механизмы:

• Контроллером поведенческого иммунного ответа у D. melanogaster идентифицирован нейропептид F.
• Обнаружена корреляция между выраженностью изменённого поведения и толерантностью вида к алкоголю. Виды без толерантности всегда откладывали яйца на пищу без алкоголя.
• Выявлен ген, участвующий в формировании долговременной памяти, который также связан с толерантностью к алкоголю.

Исследование демонстрирует, что личинки дрозофил могут заниматься самолечением, а их матери в толерантных видах обеспечивают им доступ к «лекарству» (алкоголю) после вылупления.

Публикация запланирована в журнале Science на 22 февраля.