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Evolution of a central neural circuit underlies Drosophila mate preferences
Nature ( IF 64.8 ) Pub Date : 2018-07-01 , DOI: 10.1038/s41586-018-0322-9 Laura F Seeholzer 1 , Max Seppo 1 , David L Stern 2 , Vanessa Ruta 1
Nature ( IF 64.8 ) Pub Date : 2018-07-01 , DOI: 10.1038/s41586-018-0322-9 Laura F Seeholzer 1 , Max Seppo 1 , David L Stern 2 , Vanessa Ruta 1
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Courtship rituals serve to reinforce reproductive barriers between closely related species. Drosophila melanogaster and Drosophila simulans exhibit reproductive isolation, owing in part to the fact that D. melanogaster females produce 7,11-heptacosadiene, a pheromone that promotes courtship in D. melanogaster males but suppresses courtship in D. simulans males. Here we compare pheromone-processing pathways in D. melanogaster and D. simulans males to define how these sister species endow 7,11-heptacosadiene with the opposite behavioural valence to underlie species discrimination. We show that males of both species detect 7,11-heptacosadiene using homologous peripheral sensory neurons, but this signal is differentially propagated to P1 neurons, which control courtship behaviour. A change in the balance of excitation and inhibition onto courtship-promoting neurons transforms an excitatory pheromonal cue in D. melanogaster into an inhibitory cue in D. simulans. Our results reveal how species-specific pheromone responses can emerge from conservation of peripheral detection mechanisms and diversification of central circuitry, and demonstrate how flexible nodes in neural circuits can contribute to behavioural evolution.A female Drosophila melanogaster pheromone is recognized by males from both the same and a closely related species through conserved peripheral sensory neurons; the signal is then differentially propagated to promote conspecific and suppress interspecies courtship.
中文翻译:
中枢神经回路的进化是果蝇配偶偏好的基础
求爱仪式有助于加强密切相关物种之间的生殖障碍。Drosophila melanogaster 和 Drosophila simulans 表现出生殖隔离,部分原因是 D. melanogaster 雌性产生 7,11-heptacosadiene,这是一种促进 D. melanogaster 雄性求爱但抑制 D. simulans 雄性求爱的信息素。在这里,我们比较了 D. melanogaster 和 D. simulans 雄性中的信息素处理途径,以定义这些姐妹物种如何赋予 7,11-庚二烯以相反的行为价来构成物种歧视的基础。我们表明,这两个物种的雄性都使用同源外周感觉神经元检测 7,11-庚二烯,但该信号差异传播到控制求偶行为的 P1 神经元。求爱促进神经元上兴奋和抑制平衡的变化将黑腹果蝇中的兴奋性信息素线索转变为模拟果蝇中的抑制性线索。我们的研究结果揭示了物种特异性信息素反应如何从外围检测机制的保护和中央电路的多样化中产生,并证明神经电路中的灵活节点如何促进行为进化。雌性黑腹果蝇信息素被来自同一物种的雄性所识别和通过保守的外周感觉神经元密切相关的物种;然后将信号差异传播以促进同种并抑制种间求爱。我们的研究结果揭示了物种特异性信息素反应如何从外围检测机制的保护和中央电路的多样化中产生,并证明神经电路中的灵活节点如何促进行为进化。雌性黑腹果蝇信息素被来自同一物种的雄性所识别和通过保守的外周感觉神经元密切相关的物种;然后将信号差异传播以促进同种并抑制种间求爱。我们的研究结果揭示了物种特异性信息素反应如何从外围检测机制的保护和中央电路的多样化中产生,并证明神经电路中的灵活节点如何促进行为进化。雌性黑腹果蝇信息素被来自同一物种的雄性所识别和通过保守的外周感觉神经元密切相关的物种;然后将信号差异传播以促进同种并抑制种间求爱。雌性黑腹果蝇信息素通过保守的外周感觉神经元被来自同一物种和密切相关物种的雄性识别;然后将信号差异传播以促进同种并抑制种间求爱。雌性黑腹果蝇信息素通过保守的外周感觉神经元被来自同一物种和密切相关物种的雄性识别;然后将信号差异传播以促进同种并抑制种间求爱。
更新日期:2018-07-01
中文翻译:
中枢神经回路的进化是果蝇配偶偏好的基础
求爱仪式有助于加强密切相关物种之间的生殖障碍。Drosophila melanogaster 和 Drosophila simulans 表现出生殖隔离,部分原因是 D. melanogaster 雌性产生 7,11-heptacosadiene,这是一种促进 D. melanogaster 雄性求爱但抑制 D. simulans 雄性求爱的信息素。在这里,我们比较了 D. melanogaster 和 D. simulans 雄性中的信息素处理途径,以定义这些姐妹物种如何赋予 7,11-庚二烯以相反的行为价来构成物种歧视的基础。我们表明,这两个物种的雄性都使用同源外周感觉神经元检测 7,11-庚二烯,但该信号差异传播到控制求偶行为的 P1 神经元。求爱促进神经元上兴奋和抑制平衡的变化将黑腹果蝇中的兴奋性信息素线索转变为模拟果蝇中的抑制性线索。我们的研究结果揭示了物种特异性信息素反应如何从外围检测机制的保护和中央电路的多样化中产生,并证明神经电路中的灵活节点如何促进行为进化。雌性黑腹果蝇信息素被来自同一物种的雄性所识别和通过保守的外周感觉神经元密切相关的物种;然后将信号差异传播以促进同种并抑制种间求爱。我们的研究结果揭示了物种特异性信息素反应如何从外围检测机制的保护和中央电路的多样化中产生,并证明神经电路中的灵活节点如何促进行为进化。雌性黑腹果蝇信息素被来自同一物种的雄性所识别和通过保守的外周感觉神经元密切相关的物种;然后将信号差异传播以促进同种并抑制种间求爱。我们的研究结果揭示了物种特异性信息素反应如何从外围检测机制的保护和中央电路的多样化中产生,并证明神经电路中的灵活节点如何促进行为进化。雌性黑腹果蝇信息素被来自同一物种的雄性所识别和通过保守的外周感觉神经元密切相关的物种;然后将信号差异传播以促进同种并抑制种间求爱。雌性黑腹果蝇信息素通过保守的外周感觉神经元被来自同一物种和密切相关物种的雄性识别;然后将信号差异传播以促进同种并抑制种间求爱。雌性黑腹果蝇信息素通过保守的外周感觉神经元被来自同一物种和密切相关物种的雄性识别;然后将信号差异传播以促进同种并抑制种间求爱。