Come i geni controllano il corteggiamento e l’aggressività

 Loui Jover; Drawing, "rainy day love"

Le mosche della frutta, come molti animali, si impegnano in una varietà di corteggiamenti e comportamenti di combattimento. Ora, gli scienziati hanno scoperto i meccanismi molecolari con cui due geni che determinano il sesso influenzano il comportamento della mosca della frutta. I comportamenti di aggressione delle mosche maschili, hanno dimostrato, sono mediati da due distinti programmi genetici. I risultati, pubblicati su eLife il 21 aprile 2020, dimostrano la complessità del legame tra sesso e comportamento. Il corteggiamento e l’aggressività sembrano essere controllati in qualche modo separatamente da questi due geni. Avere comportamenti controllati da diversi meccanismi genetici può avere alcuni benefici in termini di evoluzione. In altre parole, una popolazione di mosca che è sotto pressione evolutiva per competere di più – forse a causa di risorse limitate – può sviluppare comportamenti aggressivi senza influire sul corteggiamento. L’aggressività dei moscerini della frutta maschile è principalmente verso gli altri maschi, mentre i loro comportamenti di corteggiamento – che comportano una serie di movimenti e suoni – sono rivolti alle mosche femminili. Entrambi i comportamenti sono rafforzati dall’evoluzione nel tempo, perché la capacità dei maschi di competere con altri maschi e attrarre le femmine influenza direttamente la loro capacità di accoppiarsi e trasmettere i loro geni. I ricercatori sapevano già quali neuroni nel cervello sono importanti per controllare l’aggressività e il corteggiamento. In generale, gli studi avevano suggerito che le cellule cerebrali specializzate chiamate neuroni P1 / pC1, promuovono sia il corteggiamento che l’aggressività mentre i neuroni Tk-GAL4FruM promuovono in modo specifico l’aggressività. Sapevano anche che i due geni che determinano il sesso (fru e dsx) avevano un ruolo chiave in questo comportamento. Ma la connessione tra i geni e i comportamenti non era stata chiara. Nel nuovo studio, i ricercatori hanno allevato moscerini della frutta della Drosophila che contenevano versioni attivabili alla luce dei neuroni del corteggiamento e dell’aggressione. Il team potrebbe accendere i neuroni in qualsiasi momento illuminando le mosche. I ricercatori hanno successivamente modificato i geni fru o dsx in alcune di queste mosche maschili. Hanno quindi sviluppato un sistema automatizzato che utilizza l’apprendimento automatico per analizzare i video delle mosche e contare la frequenza con cui hanno compiuto comportamenti aggressivi o di corteggiamento. Hanno creato un sistema informatico per catturare comportamenti aggressivi e comportamenti di corteggiamento per contare le azioni in modo più rapido e accurato. Far funzionare il programma in realtà è stato difficile e ha richiesto molto tempo, ma alla fine ha reso più semplice ottenere buoni dati. Il team ha scoperto che era necessario dsx per la formazione di neuroni che inducono il corteggiamento: quando i moscerini della frutta avevano la versione femminile di dsx, i neuroni del corteggiamento non erano più presenti. D’altra parte, fru giocava un ruolo diverso – senza questo gene, le mosche potevano sentirsi confuse nell’eseguire comportamenti di corteggiamento attivando i neuroni di corteggiamento, in quanto il corteggiamento era diretto sia ai maschi che alle femmine, suggerendo che era necessario per la differenziazione delle mosche. Per l’aggressività, tuttavia, i risultati sono stati l’opposto: per l’attivazione dei neuroni aggressivi era necessario il fru ma non la dsx per provocare combattimenti nelle mosche maschili. Questo è un esempio importante delle differenze neurobiologiche tra i sessi e che tipo di approcci possiamo usare per studiare i comportamenti sessualmente collegati. La parte interessante di questo è capire che molti fattori si uniscono per controllare comportamenti che differiscono tra i sessi. Poiché la determinazione del sesso nelle mosche è molto diversa rispetto agli umani – le mosche della frutta non hanno ormoni sessuali, ad esempio – le nuove scoperte non riguardano il modo in cui il sesso biologico può influire sul comportamento nelle persone. Ma il suo approccio – la combinazione di optogenetica e manipolazione genica legata al sesso – può essere utile per comprendere comportamenti che variano in base al sesso in altri animali.

Daniele Corbo

Bibliografia: “Sex-determining genes distinctly regulate courtship capability and target preference via sexually dimorphic neurons”. by Kenichi Ishii, Margot Wohl, Andre DeSouza, Kenta Asahina. eLife

Immagine: rainy day love (Loui Jover)

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