El sorprendente comportamiento de las moscas de la fruta macho bajo condiciones de luz intensa.

28 de agosto de 2023

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por Stephanie Baum, Phys.org

Un reciente estudio publicado en Open Biology informa que la exposición a una luz intensa provoca casi instantáneamente el comportamiento de cortejo en las moscas de la fruta macho (Drosophila). Sorprendentemente, los investigadores observaron tanto el comportamiento de cortejo entre machos como el comportamiento de cortejo entre macho y hembra en estas condiciones. Si bien el comportamiento de cortejo entre machos en moscas de la fruta no es un descubrimiento nuevo, los hallazgos de este estudio sugieren que la exposición a luz intensa lo precipita específicamente.

Un equipo de investigación que incluye miembros del Departamento de Biología y el Instituto de Neurociencia de Iowa en la Universidad de Iowa y del Departamento de Ciencias Biológicas de la Universidad de Alabama realizó este descubrimiento mientras observaba el comportamiento general de las moscas de la fruta macho en arenas de prueba intensamente iluminadas.

Estudios anteriores han encontrado que el impulso interno, las experiencias previas y la información sensorial de fuentes externas, incluyendo señales gustativas, olfativas, visuales y mecanosensoriales, son factores que influyen en el comportamiento de cortejo de los machos hacia las hembras receptivas en Drosophila melanogaster. Las moscas macho suelen mostrar un comportamiento de persecución, lamido, extensión de alas y uso de ellas para producir "canciones" de cortejo antes de montar a las hembras objetivo.

Un comportamiento de cortejo entre machos similares ha aparecido en moscas mutantes en investigaciones anteriores que involucran la manipulación de genes específicos, pero este nuevo estudio comenzó con observaciones de Drosophila melanogaster de tipo salvaje de dos cepas diferentes.

Utilizando arenas especialmente equipadas con iluminación LED ajustable, micrófonos, cámaras web y un sistema de seguimiento de moscas, el equipo realizó múltiples experimentos para observar el comportamiento de las moscas.

Comenzando con moscas en grupos formados solo por machos, los investigadores midieron su actividad bajo diferentes intensidades de luz, comenzando con un tiempo de exposición de dos minutos a 0,4 kilolux (abreviatura: klx, que aproxima un nivel de iluminación normal de una habitación), luego aumentando a 18 klx durante otros dos minutos, y luego otros dos minutos a 0,4 klx. Para probar los efectos de fuentes de luz no LED, también realizaron pruebas similares utilizando luz incandescente con una intensidad máxima de 25 klx y luz solar con un máximo de 90 klx.

Entre los resultados destacados en los experimentos con diferentes fuentes de luz, las moscas de ambas cepas comenzaron sus intentos de cortejo segundos después de que se encendiera la luz, y su actividad aumentó considerablemente durante la exposición a los niveles de luz más brillantes. En cada cepa de moscas, los investigadores observaron extensión de alas, persecución y también comportamiento de "cadena", en el cual las moscas formaban una línea, previamente solo observado en mutantes en otros estudios.

Las moscas también producían canciones de cortejo entre machos con características similares a las canciones producidas durante el cortejo entre macho y hembra. La investigación destaca una relación entre la producción de canciones y la extensión de alas inducida por la luz.

Además, los investigadores probaron si la exposición a una luz de alta intensidad provocaría comportamientos de cortejo similares en grupos mixtos de machos y hembras, y sus resultados fueron similares a los observados en los grupos formados solo por machos.

Después de realizar pruebas con las moscas de tipo salvaje, el equipo buscó comprender cómo diferentes sistemas sensoriales podrían estar involucrados en el comportamiento de cortejo entre machos desencadenado por la luz, y estudió moscas con una variedad de mutaciones. Entre las moscas completamente ciegas expuestas a luz intensa, no observaron actividad de cortejo. Las moscas con discapacidad visual (pero no completamente ciegas) que carecían del fotorreceptor central R7 para luz UV tampoco exhibieron comportamiento de cortejo entre machos bajo luz intensa.

Los machos con ciertas mutaciones del gen blanco, que carecían de pigmentos de detección visual (una condición que conduce a una mayor sensibilidad a la luz pero a una capacidad de procesamiento de imágenes degradada), mostraban locomoción en la arena de prueba pero no cortejaban específicamente a otros machos. De manera similar, el equipo observó un menor comportamiento de cortejo entre machos en mutantes con ojos de color naranja brillante y ojos blancos.

En contraste, la investigación destaca que las alteraciones en las señales auditivas y mecanorreceptoras en forma de cortes de alas no cambiaron la capacidad de las moscas afectadas para producir canciones de cortejo, y pudieron participar en persecuciones y formación de cadenas. Incluso las moscas con una sola ala pudieron lograr una frecuencia de extensión de alas cercana a la de las moscas de tipo salvaje.

Mutant male flies with diminished and completely absent olfactory abilities provided particularly surprising results. At lower light levels, their male-male courtship behaviors measured higher than those of wild-type males—so high in flies of diminished olfactory ability, in fact, that any behavioral increases they might have shown could not be measured during intense light exposure. Those who were completely smell-blind exhibited milder increases during low-light exposure, and thus the team was able to measure increases in their activities during peak light intensity periods.

When the team examined male-female courtship behaviors among smell-blind and smell-diminished males, they found similar results.

Overall, the research suggests that exposure to intense light heightens courtship behavior of male fruit flies toward both females and other males, but does not switch their sex preference. Furthermore, the findings also indicate that unimpaired visual processing is likely critical to intensified courtship behavior under high light levels, and that further examination of the role of olfactory processing in the courtship behavior of male Drosophila may provide a broader understanding of this topic.

Journal information: Open Biology

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