Comment les mouches des fruits peuvent tenir une clé pour limiter la propagation des maladies par les moustiques.
Dans une nouvelle étude, les chercheurs de l'Université de l'Iowa ont trouvé un gène qui orchestre les mouvements d'antenne des mouches des fruits femelles, qui sont centrales pour qu'ils détectent le son unique produit par des partenaires potentiels masculins. Ce gène, selon les chercheurs de l'Iowa, est présent dans les moustiques et peut être réduit au silence, ce qui en théorie diminuerait les chances de l'accouplement, et limiterait ainsi la croissance démographique des moustiques.
Les moustiques sont des vecteurs bien connus pour une multitude de maladies qui affectent la santé humaine. Aux États-Unis, ces maladies comprennent le virus du Nil occidental, l'encéphalite équine orientale et le zika. Les moustiques femelles répartissent ces maladies parmi les animaux et les humains lorsqu'ils les mordaient, en extraisant du sang contaminé par un germe de maladie qui peut ensuite être transmis à d'autres dans les piqûres suivantes.
Les moustiques ont en fait un mécanisme très similaire aux mouches des fruits d'un type de réglage actif, ce qui pourrait avoir des implications pour dissuader la propagation de tant de maladies. Ainsi, comprendre comment les mouches des fruits et les moustiques ne s'accouplent pas seulement, mais aussi comment ils entendent pourraient avoir des considérations importantes pour la santé humaine. «
Daniel Eberl, professeur au Département de biologie de l'Iowa et auteur correspondant de l'étude
Les chercheurs ont utilisé de minuscules microphones pour ramasser le son lorsqu'une espèce de mâle de la mouche des fruits vole ses ailes. Ce sont ces vibrations, ou impulsions, dans l'air du battement des ailes qui sont cueillies par les antennes des mouches des fruits femelles, signalant qu'un compagnon mâle est présent. Vous pouvez penser à l'antenne d'une mouche de fruits femelles comme un organe sensoriel, qui « entend » les vibrations similaires à l'oreille humaine.
Ce qui est intéressant, c'est que toutes les chant de parade nuptiale ne sont pas les mêmes.
« Je pense qu'un point clé pour nous est que les chansons qu'ils chantent sont un peu différentes dans les espèces étroitement liées », explique Eberl. « L'espacement entre les impulsions est distinct pour chaque espèce. Et c'est pourquoi c'est important, car ils veulent s'accoupler avec un compagnon de leur propre espèce. Donc, la chanson les aide à donner cette reconnaissance de la même espèce. »
Les biologistes ont connu des mouches féminines régler leurs antennes à une fréquence similaire à la gamme de son émanant d'un mâle d'une espèce similaire. Ce qu'ils ne savaient pas, c'est à quel point ce réglage fin a eu lieu, et en particulier où.
Les chercheurs de l'Iowa ont examiné l'audience en Drosophila melanogaster, Une espèce de fruits bien connue et à long terme. En particulier, ils ont étudié l'orgue Johnston de la mouche, situé dans l'antenne, et l'endroit où le son est détecté. Dans l'orgue de Johnston, ils ont trouvé et étudié une voie appelée canal d'ion potassium, qui dynamise les neurones impliqués dans l'audience de la mouche. Enquêtant davantage, ils ont appris qu'un gène, appelé Shal, est le gardien en quelque sorte pour le canal ionique, dictant lorsque les sons ou les mouvements extérieurs sont convertis en signaux électriques qui sont ensuite transmis entre les neurones. Cette cascade d'événements, gérée par le gène Shal, semblait essentielle à la mouche à entendre.
Les chercheurs ont ensuite annulé le gène Shal pour confirmer son rôle dans le réglage de l'antenne d'une mouche féminine, et donc son audition.
« Sans le gène Shal, il perd cette capacité à régler », explique Eli Gregory, une majeure en physiologie humaine de premier cycle de Cedar Rapids qui a effectué les expériences de concession des gènes. « La femelle perd sa capacité à régler cette antenne à cette fréquence. Et donc, vous obtenez cette réponse plus faible en accouplement de cette femme. »
Les moustiques utilisent une méthode similaire dans leurs rituels de parade nuptiale.
Cela signifie « nous pourrions émis l'élimination de ce gène ou de ce canal de potassium et empêcher les moustiques de pouvoir s'accoupler aussi efficacement qu'ils le font, ce qui pourrait signifier moins de moustiques; par conséquent, moins de problèmes pour la santé humaine », explique Eberl.
L'étude, « Le Shal du canal de potassium de tension (KV4) contribue à l'audition active à Drosophila », a été publié en ligne le 17 décembre eneuro, Un journal en libre accès de la Society for Neuroscience.
Les co-auteurs de l'étude incluent Mei-ling mening, chercheur adjoint et professeur adjoint adjoint au Département de biologie de l'Iowa; et Yifeng Xu, Tai-Ting Lee, Azusa Kamikouchi et Matthew Su de l'Université Nagoya au Japon.
La US National Science Foundation, University of Iowa Office for Undergraduate Research, JSPS Invitational Fellowships for Research in Japan, Nagoya University et la Japan Science and Technology Agency Forest Program a financé la recherche.
