Musca parazită Ormia ochracea nu se orientează după cadența cântecului greierilor, ci după structura sa ritmică
O femelă gestantă de Ormia ochracea, o muscă parazită mică și galbenă, activă în amurg, trebuie să rezolve o problemă complexă: să asculte cântecul unui greier mascul, să îl localizeze în întuneric și să îl folosească drept gazdă pentru larvele sale. Înainte de a porni în urmărire, însă, trebuie să decidă dacă acel cântec merită efortul.
Cercetări publicate în Journal of Experimental Biology arată că răspunsul este mai complicat decât se credea anterior. Oamenii de știință de la St. Olaf College au descoperit că femelele de Ormia ochracea nu recunosc cântecele atractive ale greierilor doar pe baza cadenței, adică a ritmului pulsurilor sonore. În schimb, muștele evaluează mai multe aspecte ale structurii temporale a cântecului. Două cântece cu aceeași cadență pot produce reacții foarte diferite.
„Două cântece pot avea exact aceeași cadență, dar pot însemna lucruri foarte diferite pentru muscă”, a declarat Lauren Bitner, autoarea principală a studiului și cercetătoare postuniversitară în cadrul Lee Lab of Neural Systems and Behavior de la St. Olaf College. „Contează nu doar cât de repede se repetă pulsurile sonore, ci modul în care musca acordă atenție construcției ritmului.”
Cercetarea a constatat că femelele au fost cele mai atrase de cântecele cu o combinație particulară de pulsurile sonore și pauze. Muștele nu au recunoscut cântecele atractive doar pe baza cadenței, ci au ascultat mai multe caracteristici ale ritmului.
Construirea cântecului greierului, puls cu puls
Cântecele greierilor pot părea simple, dar ritmurile lor pot fi compuse în multe feluri. Fiecare cântec constă din pulsuri sonore separate de perioade de tăcere. O anumită cadență poate fi produsă atât prin pulsuri scurte și tăceri mai lungi, cât și prin pulsuri mai lungi și tăceri mai scurte.
Cercetătorii au exploatat această distincție creând cântece artificiale de greier în care au putut varia independent durata pulsurilor sonore și durata tăcerii dintre pulsuri. Apoi au prezentat cântecele femelelor gestante de Ormia ochracea și au măsurat cât de puternic au reacționat muștele.
Experimentele au scos la iveală un model izbitor. Cadența a prezis o parte din comportamentul muștelor, dar nu a putut explica pe deplin ce cântece preferă. Cântece cu aceeași cadență au provocat uneori reacții foarte diferite, în funcție de combinația specifică de sunet și tăcere. În loc să asculte după un singur „număr magic” de pulsuri pe secundă, muștele par să recunoască cântecele relevante pe baza unor combinații de caracteristici temporale.
Un creier minuscul rezolvând o problemă complexă de recunoaștere
Pentru Ormia ochracea, găsirea greierilor în natură este o provocare reală. Muștele au evoluat un sistem auditiv sensibil pentru a intercepta semnalele de comunicare ale greierilor și pentru a găsi o gazdă potrivită pentru larvele lor, dar nu orice sunet duce la un greier-gazdă adecvat. Identificarea corectă a cântecului potrivit poate avea astfel consecințe directe pentru reproducere.
Rezultatele sugerează că muștele pot rezolva această problemă de recunoaștere luând în considerare simultan mai multe caracteristici ale unui semnal. Chiar și sistemele lor nervoase mici și relativ simple pot procesa aceste informații împreună.
„Este tentant să ne imaginăm că o muscă minusculă cu un sistem nervos minuscul trebuie să folosească o regulă foarte simplă”, a declarat Norman Lee, autorul principal al studiului, profesor asociat de biologie și director al Programului de Neuroștiințe de la St. Olaf College. „Ce descoperim este că aceste muște pot integra multiple informații atunci când decid ce sunete să urmărească.”
Descoperirea ridică întrebări, inclusiv unde în sistemul nervos al muștei apare selectivitatea sau recunoașterea cântecului. Ormia ochracea se găsește în mai multe locuri din SUA continentală și în Hawaii. În fiecare dintre aceste populații, muștele pot parazita specii diferite de greieri-gazdă, ai căror cântece de chemare au structuri temporale drastic diferite. Ce caracteristici temporale ar putea evalua aceste alte populații de Ormia ochracea pentru a-și recunoaște gazdele?
În cele din urmă, cercetarea abordează o problemă mult mai largă decât modul în care o muscă recunoaște un greier. Echipa de cercetare sugerează explorarea în continuare a modului în care animalele decid constant ce imagini, sunete și mirosuri contează. Aceste semnale sunt rareori definite de o singură caracteristică. Înțelegerea modului în care Ormia ochracea combină informațiile dintr-un cântec de greier oferă o fereastră către o problemă fundamentală cu care se confruntă sistemele nervoase de toate dimensiunile: cum transformă creierul informațiile senzoriale complexe într-o decizie despre ce să facă în continuare.
