O specie de muscă a început să regurgiteze mâncare pentru a-și seduce partenerele, deși nu făcuse asta niciodată înainte. Iar singurul „profesor” a fost o genă activată artificial.
Cercetătorii de la Universitatea Nagoya au reușit să transfere un comportament de curtare între două specii de muște de fructe, fără ca insectele să învețe sau să imite vreun model.
Este prima dată când o astfel de reprogramare comportamentală este realizată în laborator, iar rezultatele au fost publicate în revista Science. În centrul experimentului se află gena Fru, un regulator care există la mai multe specii de muște.
La Drosophila melanogaster, această genă declanșează un ritual de curtare bazat pe cântece. La Drosophila subobscura, în schimb, masculii regurgitează hrană și o oferă cadou femelelor. Diferența dintre cele două comportamente este uriașă, deși gena este aceeași.
Echipa de oameni de știință a folosit tehnici de manipulare genetică și optogenetică pentru a activa gena Fru într-un grup specific de neuroni producători de insulină la specia cântătoare, D. melanogaster.
Rezultatul a fost neașteptat: muștele care obișnuiau să-și seducă partenerele prin vibrații sonore au început să regurgiteze alimente, exact ca rudele lor îndepărtate. Cheia succesului nu a fost crearea de neuroni noi, ci reconectarea celor preexistenți.
Cercetătorii au demonstrat că un comportament complex poate rămâne latent în cablajul neuronal al unei specii, așteptând doar un semnal genetic potrivit pentru a se manifesta.
În acest caz, semnalul a fost furnizat prin introducerea de ADN în embrioni, care a făcut ca anumite celule cerebrale să producă proteine activate de căldură. Prin încălzirea direcționată a acestor neuroni, comportamentul străin a fost declanșat.
Descoperirea provoacă o idee înrădăcinată în biologie: că apariția unor comportamente noi necesită structuri neuronale complet noi. Dimpotrivă, studiul arată că modificarea conectivității unui număr mic de neuroni este suficientă pentru a genera strategii radical diferite.
Anul trecut, aceeași echipă cartografiaseră cei mai mari 50 de neuroni din conectomul creierului muștei fructelor, punând bazele acestui experiment. Implicațiile depășesc entomologia.
Drosophila împărtășește aproximativ 60% din moștenirea genetică cu oamenii, iar multe boli neurologice umane au echivalente la aceste insecte.
Dacă o singură genă poate rescrie comportamentul la muște, există posibilitatea ca și în genomul uman să existe programe comportamentale tăcute, care ar putea fi activate sau blocate prin intervenții genetice țintite.
Ceea ce face acest studiu cu adevărat remarcabil este că muștele destinatare nu au avut nevoie de niciun fel de învățare, nici măcar de expunere la indivizi ai speciei donatoare. Comportamentul a apărut din interior, pur și simplu prin reprogramarea circuitelor cerebrale.
Cercetătorii sugerează că strategii de supraviețuire sau reproducere ar putea fi ascunse în genomul multor specii, inclusiv al omului, așteptând declanșatorul molecular potrivit pentru a ieși la suprafață.
Experimentul nu face decât să întărească rolul muștelor de fructe ca modele științifice esențiale. Datorită lor, oamenii de știință au reușit să deseneze cea mai detaliată hartă neuronală a creierului unei insecte și să înțeleagă cum comportamentele complexe pot fi modulate genetic.
Acum, ei arată că evoluția poate exploata circuite preexistente, fără a fi nevoie să construiască de la zero.
