Meyve sineği erecta için çiftleşme isteği yemek kokusuna bağlı

Işıltılı bir diskotek topunun altında kalabalık bir dans pistini düşünün. Müziğin ve ortamın etkisiyle bazı dansçılar eş bulur. Meyve sineklerinde de benzer bir durum var: doğru atmosfer, çiftleşme isteğini tetikleyen güçlü bir uyarıcı olabiliyor. Rockefeller Üniversitesi'nden bilim insanlarının Nature dergisinde yayımlanan çalışması, Drosophila erecta türünde bu atmosferin en önemli parçasının mayalanmış meyvenin kokusu olduğunu gösterdi.

Koku olmadan kur yok

Araştırmaya göre D. erecta erkeklerinin kur davranışına geçmesi için belirli bir ortam gerekiyor. Bu ortamda çok sayıda başka sinek bulunmalı, görsel uyaran olmalı ve sineğin tercih ettiği meyvenin keskin, ekşimsi kokusu havada hissedilmeli. Koku yoksa erkekler kur yapmaya hiç ilgi göstermiyor.

Çalışmanın ilk yazarı Philipp Brand, Rockefeller'daki Nörofizyoloji ve Davranış Laboratuvarı'nda doktora sonrası araştırmacıydı. Şimdi Frankfurt'taki Max Planck Beyin Araştırmaları Enstitüsü'nde araştırma grubu yönetiyor. Brand'e göre D. erecta, yakın akrabalarıyla aynı korunmuş sinir devrelerini taşıyor. Ancak onlardan farklı olarak beyninin cinsel uyarılmayı sağlayan nöronları harekete geçirmek için ek bir çevresel girdiye, yani yiyecek kokusuna ihtiyacı var.

Deneyin kurulumu

Laboratuvarda kur davranışı genellikle tek bir erkek ve tek bir dişinin sade bir kapta bir araya getirilmesiyle incelenir. Oysa doğada bu eşleşmeler, aynı meyvenin üzerinde yer kapmaya çalışan yüzlerce sineğin arasında gerçekleşiyor. Doğal ortamı daha iyi yansıtmak isteyen ekip, geniş test odaları hazırladı. Odanın ortasına, mayalanan bir meyveyi taklit etmek için agar üzerinde elma sirkesi konuldu.

Araştırmacılar sinekleri farklı senaryolara yerleştirdi: yalnız ya da kalabalık, elma sirkesi kokulu ya da kokusuz. Böylece hem sosyal bağlamın hem de koku ipucunun etkisini ayırabildiler. Önceki bazı bulgular, koku devrelerinin sosyal ve kur davranışlarında rol oynayabileceğini düşündürdüğü için bu yola gidildi.

Akrabalarından belirgin fark

Drosophila melanogaster ve yakın akraba birkaç tür, ortamda elma sirkesi olsun olmasın test alanını keşfetti ve dişilerle çiftleşti. D. erecta ise tam tersini yaptı. Koku yokken erkekler hem çevreye hem diğer sineklere ilgisiz biçimde durdu. Elma sirkesi devreye girince davranışları tamamen değişti: sirke bölgesinde toplandılar ve yakınlarındaki her sineğe, dişi ya da erkek fark etmeksizin, uygun bir eşleşme bulana kadar yaklaşmayı sürdürdüler.

D. erecta çiftleşmelerinin yüzde 90'dan fazlası sirke bölgesinde gerçekleşti. D. melanogaster'in çiftleşmeleri ise alana daha dağınık yayıldı. Brand, yiyecek ortaya çıkar çıkmaz sinekler arasında çok hareketli bir etkileşim başladığını, herkesin herkesle ilgilendiği için tablonun biraz kaotik göründüğünü anlatıyor. Ayrıca D. erecta erkekleri, tek bir dişiyle yalnız kaldıklarında değil, büyük bir grubun içindeyken daha canlı bir kur sergiledi.

Arka plan

Meyve sinekleri, genetik ve sinirbilim araştırmalarının en yaygın model canlıları arasında yer alır. Kur davranışı da bu alanda uzun süredir ayrıntılı biçimde incelenen bir konudur; çünkü görece basit bir sinir sisteminde duyusal bilginin davranışa nasıl dönüştüğünü izlemeye olanak tanır. Yakın akraba türler çoğunlukla benzer devreleri paylaşsa da bu devrelerin hangi koşulda çalıştığı türden türe değişebilir.

Meyve sinekleri genellikle olgunlaşmış ya da mayalanmakta olan meyveleri hem beslenme hem de üreme alanı olarak kullanır. Bu yüzden yiyecek kokusunun çiftleşmeyle ilişkilendirilmesi ekolojik açıdan şaşırtıcı sayılmaz: eşlerin bulunduğu yer, besinin bulunduğu yerle çakışır. Çalışma, bu ilişkinin bazı türlerde beynin uyarılma devresine doğrudan kodlandığını gösteriyor.

Neden önemli?

Laboratuvar lideri Vanessa Ruta, meyve sineklerinin sosyal bir tür sayılmamasına rağmen kur davranışlarının çevreye çok ince ayarlı olduğuna dikkat çekiyor. Ruta'ya göre ortaya çıkan ilke şu: kur, ekolojik ve sosyal bağlamdan ayrı düşünülemez. İnsanların da başkalarına verdiği tepkiyi bağlama göre ayarlaması, bu sezgiyi destekliyor.

Çalışmanın yöntemsel bir dersi de var. Sadeleştirilmiş deney düzenekleri, davranışın asıl yapısını gizleyebilir. Doğal ortama daha yakın koşullar kurmak, aynı sinir devresinin farklı türlerde neden farklı davrandığını anlamaya yardımcı oluyor. Bu da beyin devrelerinin evrim sırasında çevresel ipuçlarına nasıl bağlandığını anlamak için yeni sorular açıyor.