Le comportement surprenant des mouches mâles des fruits sous des conditions de lumière intense

Article du 28 août 2023

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par Stéphanie Baum, Phys.org

Une étude récente publiée dans Open Biology rapporte que l’exposition à une lumière intense provoque presque instantanément un comportement de parade nuptiale chez les mouches des fruits mâles (drosophile). Étonnamment, les chercheurs ont observé des comportements de cour à la fois entre hommes et entre femmes dans ces conditions. Bien que le comportement de parade nuptiale mâle-mâle chez les mouches des fruits ne soit pas une découverte nouvelle, les résultats de cette étude suggèrent que l'exposition à une lumière intense le précipite spécifiquement.

Une équipe de recherche comprenant des membres du Département de biologie et de l'Institut de neurosciences de l'Iowa de l'Université de l'Iowa et du Département des sciences biologiques de l'Université de l'Alabama a fait cette découverte en observant le comportement général des mouches des fruits mâles dans des arènes de test intensément éclairées.

Des études antérieures ont montré que la motivation interne, les expériences antérieures et les apports sensoriels provenant de sources externes, y compris les signaux gustatifs, olfactifs, visuels et mécanosensoriels, sont tous pris en compte dans le comportement de cour des hommes envers les femelles réceptives de Drosophila melanogaster. Les mouches mâles font généralement semblant de chasser, de lécher, d'étendre leurs ailes et de les utiliser pour produire des « chants » de parade nuptiale avant de finalement monter sur les femelles ciblées.

Un comportement similaire de parade nuptiale mâle-mâle est apparu chez les mouches mutantes lors de recherches antérieures impliquant la manipulation de gènes spécifiques, mais cette nouvelle étude a commencé par des observations de Drosophila melanogaster de type sauvage provenant de deux souches différentes.

À l’aide d’arènes spécialement équipées d’un éclairage LED réglable, de microphones, de webcams et d’un système de suivi des mouches, l’équipe a mené plusieurs expériences pour observer le comportement des mouches.

En commençant par des groupes composés uniquement de mâles, les chercheurs ont mesuré leur activité sous différentes intensités lumineuses, en commençant par un temps d'exposition de deux minutes à 0,4 kilolux (abréviation : klx, qui se rapproche d'un niveau d'éclairage normal d'une pièce), puis en augmentant jusqu'à 18 klx pour encore deux minutes, puis encore deux minutes à 0,4 klx. Pour tester les effets des sources lumineuses non LED, ils ont également effectué des tests similaires en utilisant une lumière incandescente à une intensité maximale de 25 klx et la lumière du soleil à une intensité maximale de 90 klx.

Parmi les résultats notables des expériences menées sur les sources lumineuses, les mouches des deux souches ont commencé leurs tentatives de parade nuptiale quelques secondes après l'allumage de la lumière, et leur activité s'est considérablement accrue lors de l'exposition aux niveaux de lumière les plus intenses. Dans chaque souche de mouches, les chercheurs ont observé un comportement d'extension des ailes, de poursuite et également d'« enchaînement » – dans lequel les mouches formaient une ligne – auparavant observé uniquement chez les mutants dans d'autres études.

Les mouches produisaient également des chants de parade nuptiale mâle-mâle présentant des caractéristiques similaires à celles des chants produits lors de la parade nuptiale mâle-femelle. La recherche note une relation entre la production de chants et l’extension des ailes induite par la lumière.

Les chercheurs ont également testé si une exposition à une lumière de haute intensité déclencherait des comportements de cour similaires dans des groupes mixtes, et leurs résultats étaient similaires à ceux observés dans des groupes uniquement masculins.

Après avoir effectué des tests sur des mouches de type sauvage, l’équipe a cherché à comprendre comment différents systèmes sensoriels pouvaient être impliqués dans la parade nuptiale mâle-mâle déclenchée par la lumière, et a examiné des mouches présentant diverses mutations. Parmi les mutants complètement aveugles exposés à une lumière intense, ils n’ont noté aucune activité de parade nuptiale. Les mutants malvoyants (mais pas complètement aveugles) dépourvus du photorécepteur central R7 pour la lumière UV n'ont pas non plus réussi à faire la cour entre hommes sous une lumière intense.