Une étude pourrait aider à expliquer comment de nouvelles espèces de mouches évoluent au fil du temps

La taille des yeux et du nez d'une mouche reflète à la fois son comportement pendant l'accouplement et ses préférences en matière d'habitat, selon une nouvelle étude publiée aujourd'hui dans eLife.

Les résultats pourraient aider à expliquer comment de nouvelles espèces de mouches évoluent au fil du temps, car des pressions sélectives telles que la disponibilité de la lumière et la compétition pour l'habitat conduisent à un compromis fondamental entre la taille des différents organes sensoriels.

Les mouches de la famille des drosophiles, communément appelées mouches des fruits ou mouches du vinaigre, comprennent environ 1500 espèces qui habitent tous les continents à l'exception de l'Antarctique et se produisent dans presque tous les types d'environnement.

En raison de leur grande variation de forme, de comportements tels que l'alimentation et la parade nuptiale, et leurs préférences dans les sites de reproduction, ces mouches peuvent fournir des informations uniques sur les forces motrices de l'évolution.

« On sait peu de choses sur l'écologie de la plupart des espèces de drosophiles, telles que leurs habitats et leurs préférences écologiques », explique l'auteur principal Ian Keesey, chercheur postdoctoral au Département de neuroéthologie évolutive, Institut Max Planck d'écologie chimique, Iéna, Allemagne.

« Nous voulions déterminer si les différents attributs comportementaux, physiques et sensoriels des parents proches de la famille des Drosophilidae aident à soutenir leur coexistence dans un seul habitat. »

L'équipe a commencé par étudier les différences entre les yeux et la partie olfactive des antennes (funicule) de deux espèces de drosophile étroitement apparentées et souvent cohabitantes.

Ils ont constaté qu'en général, une espèce de mouche avait des yeux beaucoup plus grands en termes de surface et de nombre d'unités optiques, tandis que l'autre avait des yeux plus petits mais de plus grandes surfaces antennaires.

Ils ont ensuite examiné les parties du cerveau qui traitent les informations visuelles et olfactives, et ont trouvé des différences ici aussi. Après avoir corrigé la taille globale des mouches, les mesures des deux systèmes sensoriels reflétaient la taille de leurs yeux externes et de leurs antennes vues dans l'expérience précédente.

L'équipe a ensuite vérifié si ces caractéristiques avaient une corrélation avec les comportements des mouches. Ils ont commencé par étudier la parade nuptiale, introduire les mouches mâles et femelles et observer comment les mâles se positionnaient pour attirer l'attention de la femelle.

Ici, ils ont vu des différences frappantes. Le mâle vole de l'espèce qui avait une plus grande capacité visuelle s'est précipité pour se positionner directement devant la mouche femelle et a montré ses ailes, en s'inclinant pendant ses ailes, peut-être pour créer un éclair de couleur.

En revanche, les mâles des espèces qui avaient de plus grandes antennes se positionnaient sur le côté ou derrière la mouche femelle, faisant vibrer leurs ailes vers la tête de la mouche et chantant, et ce faisant probablement ventiler certaines phéromones sexuelles.

Après avoir établi que les différences de taille des yeux et des antennes reflétaient les différences de comportement de parade nuptiale, l'équipe a examiné si elles influençaient également les préférences en matière d'habitat. À l'aide d'un simple tube en forme de Y, ils ont donné aux mouches le choix de se déplacer vers un environnement clair ou sombre.

Les mouches aux yeux plus petits préféraient entrer dans le bras menant à l'environnement sombre, tandis que les mouches aux yeux plus grands se dirigeaient vers la lumière.

Cela suggère que bien que ces espèces puissent être regroupées écologiquement parce qu'elles vivent dans une forêt, une espèce étroitement apparentée est plus susceptible de préférer des habitats forestiers intérieurs plus sombres, tandis que l'autre préfère les couvertures forestières ouvertes.

L'équipe a ensuite étendu ses études à trois autres espèces de drosophiles étroitement apparentées qui ont tendance à se trouver dans le même habitat.

Cela nous a permis de déterminer la relation entre le rapport œil-funicule et différents comportements. Nous avons constaté que des rapports plus importants entre ces organes étaient systématiquement liés à l'attraction des mouches pour la lumière, ainsi qu'à leur tendance à mener des comportements de parade nuptiale directement devant la femelle.. « 

Bill Hansson, co-auteur principal de l'étude, directeur et membre scientifique, Max Planck Institute for Chemical Ecology

«Nos travaux montrent que plusieurs espèces de mouches partageant une ascendance commune diffèrent considérablement dans la forme et la taille de leurs yeux et de leur antenne», conclut le co-auteur principal Markus Knaden, chef de groupe au département de neuroéthologie évolutive, Max Planck Institute for Chemical Ecology.

«Une espèce dépend de stimuli visuels cohérents en tant que trait définissant l'espèce, tandis que l'autre dépendrait davantage de l'odorat. Ces différentes préférences leur permettent de se tailler des niches spécifiques et d'éviter les chevauchements avec d'autres parents proches, ce qui leur permet de vivre ensemble en coopération plutôt que en compétition. »

La source:

Référence du journal:

Keesey, I. W., et al. (2020) Les investissements sensoriels divergents reflètent la spéciation potentielle via la partition de niche Drosophile. eLife. doi.org/10.7554/eLife.57008.

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