MES RECHERCHES SUR LA DROSOPHILE

Structures cérébrales impliquées dans le comportement locomoteur

Drosophila brainLe cerveau de la Drosophile est divisé en quatre parties : les lobes optiques, les lobes antennaires, le complexe central et les corps pédonculés. Les corps pédonculés jouent un rôle important dans la médiation de comportements complexes, tels que mémoire et apprentissage olfactifs, comportements séxuels, activité locomotrice, mémoire spaciale ou encore prise de décision.

Ces structures (en particulier les lobes gamma) sont connues comme controlant le comportement de centrophobie/thigmotaxie. Ce comportement se réfère à la préférence des zones périphériques et l'évitement des zones centrales. D'un point de vue écologique et évolutif, il peut être considéré comme une stratégie anti-prédatrice étant donné qu'il permet à l'animal d'éviter les espaces ouverts et ainsi réduit la probabilité de rencontrer des prédateurs.

Pour faire simple, losqu'un neurotransmetteur active une cellule, le signal est relayé par un second messager qui l'amplifie et induit une réponse. Dans les corps pédonculés, l'Adénosine MonoPhosphate cyclique (AMPc)est l'un des seconds messagers les plus importants et l'acétylcholine est l'un des principaux neurotransmetteur excitateur présent dans le cerveau de la Drosophile.

En utilisant des lignées mutantes de Drosophile, j'ai analysé l'effet de la voie de signalisation de l'AMPc ainsi que la transmission cholinergique dans le comportement de centrophobie.

Les mutations affectant la voie de transduction de l'AMPc et la transmission cholinergique perturbent le comportement de centrophobie. Les mouches dont le récepteur de l'acétylcholine n'est pas fonctionnel évitent moins le centre d'une arène comparées aux mouches de souches sauvages. Un effet similaire est observé lorsque le niveau d'AMPc intracellulaire est manipulé (diminué ou augmenté) ou lorsque la cible principale de l'AMPc (Protéine kinase A) est manquante.



L'écologie chimique des mouches Drosophiles

Drosophila matingDans la nature, les Drosophiles se rassemblent autours de fruits en décomposition sur lesquels elles se nourrissent, s'accouplent et pondent. Pour trouver un partenaire sexuel, il est par consequent important pour un male de trouver des fruits sur lesquels des females (de préference vierges et sexuellement réceptives) se trouvent.

Les odeurs liés à la nourriture (fruits fermentés) sont responsables de l'attraction à longue distance des males en induisant un vol orienté vers la source. Ensuite, lorsqu'ils se rapprochent, les males sont attirés par la présence d'autres mouches. En revenche, seulement les odeurs (phéromones) produites par des mouches au moment de l'accouplement sont attractives.

La phéromone responsable pour cette attraction est une phéromone produite par le mâle, appelée cis-vaccenyl acetate (cVA). Les mâles transfèrent une quantité relativement importante de cette phéromone sur les femelles au cours de l'accouplement, ce qui a pour effet de repousser les autres mâles voulant s'accoupler avec ces femelles. Nous avons observé un deuxième effet à ce transfert. Les femelles sont donc exposées à d'importantes quantités de cVA lors de l'accouplement entrainant une perte de l'attraction pour cette phéromone chez les femelles accouplées. Cette attraction repose sur l'activation d'un récepteur olfactif spécifique (Or67d) présent sur l'antenne de la mouche. Lorsque les femelles sont exposées au cVA lors de l'accouplement, un second recepteur olfactif (Or65a) est activé, ce qui a pour conséquence d'inhiber le signal provenant des neurones olfactifs exprimant le récepteur Or67d, spécifiquement dans une structure cérébrale impliquée dans le traitement des nformation olfactives appelée lobe antennaire.

La perception phéromonaleainsi que la réceptivité sexuelle sont fortement influencées par l'état de satiété des mouches. Ainsi, lorsqu'elles sont privées de nourriture les femelles donnent la priorité à la recherche de nourriture par rapport à la reproduction. Par conséquent, les femelles ne sont attirées par le cVA que lorsqu'elles sont nourries. Ceci est en partie du à l'effet de l'insuline sur les neurones olfactifs exprimant le récepteur Or67d. De plus, une autre hormone impliquée dans la régulation du métabolisme glucidique et lipidique, l'hormone adipocinétique, régule la perception phéromonale ainsi que l'activité sexuelle en fonction de l'état de satiété de la mouche.

L'évolution des comportements reproductifs des mouches Drosophiles

Contrairement aux autres espèces de Drosophiles qui pondent leurs oeufs sur des fruits en état de décomposition, la Drosophile à ailes tachetées (Drosophila suzukii) a modifiée ses préférences pour les fruits frais. Cette modification dans l'écologie de la mouche s'est accompagnée d'un changement dans le système de communication phéromonale.

En effet, D. suzukii ne produit pas de cVA, alors que la plupart des autres espèces le font. En même temps, la partie des lobes antennaires traitant ce signal phéromonal a subi d'importantes modifications structurales. Par conséquent, le cVA, qui habituellement promeut la réceptivité sexuelle chez la Drosophile, est devenu un répulsif pour D. suzukii chez qui il inhibe l'accouplement.

La modification des préférences de ponte chez cette espèce est probablement également due à des modifications de son système olfacitf. Mon projet actuel est de comprendre quels sont les composés chimiques ainsi que les recepteurs olfactifs impliqués dans les préférences de D. suzukii pour la ponte sur les fruits frais.





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