Un método para probar el efecto de las señales ambientales sobre el comportamiento de apareamiento en<em> Drosophila melanogaster</em

Los comportamientos reproductivos suelen tener altos costos de energía, especialmente para las hembras, que producen gametos más grandes que los machos y deben escoger cuidadosamente las condiciones para criar a sus descendientes en desarrollo. Debido al costo energético, no es de extrañar que la reproducción esté relacionada con las condiciones nutricionales. Esto es cierto en la mayoría de los animales, incluso en los mamíferos, cuya pubertad puede ser retardada por la desnutrición y cuyo impulso sexual puede verse afectado negativamente por la restricción de los alimentos ¹ .

La reproducción del organismo genético modelo Drosophila melanogaster también se ve afectada por las condiciones nutricionales. Los varones corte en el nivel más alto en la presencia de los volátiles del alimento ² , y las hembras son sexualmente más receptivas en presencia de la levadura, un nutriente importante para la producción del huevo y la supervivencia de la descendencia ^{3 , 4 , 5} . EstaLa respuesta reproductiva evolutiva conservada a los alimentos ofrece la oportunidad de estudiar mecanismos que conectan la disponibilidad de alimentos ambientales a la reproducción sexual en un organismo geneticamente manejable y eficiente en el tiempo. De hecho, el trabajo en D. melanogaster ha implicado la vía de la insulina como un importante regulador de la conexión entre la comida y el comportamiento de acoplamiento [ ^6] . También ha demostrado que el acto de apareamiento a sí mismo cambia la preferencia alimentaria de las hembras, así como las neuronas quimiosensoriales asociadas ^{7 , 8 , 9} .

Está claro que las señales alimentarias afectan los comportamientos reproductivos en D. melanogaster . Estos efectos parecen afectar principalmente a las hembras, específicamente a las que ya se han apareado ⁵ . Sin embargo, para probar estos efectos agudos de las condiciones ambientales, el ensayo clásicamente utilizado para el comportamiento de apareamiento femenino podríaNo ser muy adecuado debido a las largas interrupciones entre los episodios de apareamiento. En el clásico ensayo de remate, una hembra virgen se aparea primero con un macho, y se aísla inmediatamente y se presenta con un nuevo macho 24 a 48 h después. Este ensayo clásico se ha utilizado con gran éxito para identificar componentes del eyaculado masculino que modifican el comportamiento femenino y la respuesta femenina ^{12 , 13 , 14 , 15 , 16 , 17 , 18} . El ensayo de apareamiento continuo demostrado aquí es, por lo tanto, una adición a los ensayos de apareamiento clásicos que pueden usarse para estudiar el efecto agudo de las condiciones ambientales en los comportamientos reproductivos.

Utilizando el ensayo continuo para el comportamiento de apareamiento que se explica aquí, hemos demostrado previamente que un par de moscas expuestas a la levadura remate sCada vez durante un período de observación de 24 h ^{5 , 19 , 20 , 21} , mientras que las moscas no expuestas a los alimentos sólo remate una vez ⁵ . Este hallazgo puede ser desconcertante a la luz de una gran parte de la literatura de D. melanogaster que indica que las hembras no remate durante varios días después de un apareamiento inicial (revisado en las referencias ^{10 , 11} ). Sin embargo, esta discrepancia puede ser fácilmente explicada por condiciones de ensayo, donde una hembra se aísla de uno a varios días antes de que se proporcione una nueva oportunidad de apareamiento. Si la pareja no se aparea en este período de observación de una hora, la hembra se caracteriza por no ser receptiva. Por otra parte, la alta frecuencia de apareamiento no debe ser sorprendente, dado que los datos de las moscas capturadas en el medio silvestre muestran que las hembras contienen espermatozoides de 4 a 6 machos en sus órganos de almacenamiento; Por lo tanto enIndicando que las hembras naturalmente remate varias veces ^{22 , 23} .

Aquí, demostrar el uso de este ensayo de apareamiento continuo para desentrañar cómo las moscas recopilar y combinar la información sobre las condiciones ambientales para modular la frecuencia de apareamiento. Este ensayo permite probar un número relativamente grande de parejas de apareamiento para estudios genéticos y probar la influencia de señales ambientales volátiles y no volátiles. El ensayo típicamente dura 24 h, pero se puede extender hasta 48 h, permitiendo la prueba de ciclos ambientales como el ciclo luz-oscuridad (LD). Demostramos este ensayo mediante la prueba de la influencia de las señales volátiles de un cultivo de levadura dentro de un sistema de aire presurizado en combinación con la disponibilidad de nutrientes no volátiles de levadura en el sustrato de alimentos.

El sistema de aire presurizado bombea continuamente señales volátiles en una arena de acoplamiento que contienenUn sustrato alimenticio y una pareja de prueba (cuyo comportamiento de apareamiento es controlado). Para determinar adicionalmente las especificidades a través de las cuales la levadura influye en el apareamiento, probamos un compuesto volátil principal de levadura, a saber ácido acético ²⁴ , en combinación con un contenido de aminoácidos que corresponde al de la levadura en el sustrato alimenticio, en forma de peptona Ácidos derivados de la digestión enzimática de proteínas animales). Juntos estos experimentos demuestran cómo el efecto de señales ambientales en el comportamiento de apareamiento de D. melanogaster puede ser probado con este ensayo.