Augļu mušas smaržu takai izmanto atmiņu, nevis tikai refleksus
Zinātnieki atklājuši, ka augļu mušas, meklējot barību, izmanto īstermiņa atmiņu par smaržu slāņa malu, nevis tikai refleksīvas reakcijas. Šis atklājums maina līdzšinējo izpratni par kukaiņu navigāciju.
Augļu mušas pārtiku un partnerus atrod, sekojot smaržu slāņiem, taču dabā turbulents gaiss šos slāņus sadala atsevišķos pavedienos. Līdz šim pētnieki uzskatīja, ka kukaiņi izmanto vienkāršus refleksus – tā saukto «uzplūdes un meklēšanas» modeli: sajūtot smaržu, muša lido pret vēju, bet pēc tās pazaudēšanas sāk meklēt sānis. Jauns Rokfellera universitātes pētījums liecina, ka Drosophila mušas rikojas daudz sarežģītāk, paļaujoties uz saglabātu atmiņu.
Neirozinātnieces Vanesas Rutas komanda izveidoja virtuālās realitātes skrejceliņu. Muša tika piestiprināta virs gaisa spilvenā balstītas bumbiņas tumsā, un tās kustības vadīja sprauslu, kas piegādāja gaisa plūsmu ar vai bez ābolu sidra etiķa. Šī iekārtojuma ļāva precīzi kontrolēt smaržu ainavu, ko dzīvnieks uztvēra. Eksperimentā ar taisnu 50 milimetru platu smaržu koridoru mušas neuzvedās atbilstoši modelim. Tā vietā tās atkārtoti iegāja smaržā, pagriezās atpakaļ, veica loku tīrā gaisā un atgriezās pie robežas. Pētnieki šo uzvedību nosauca par malas sekošanu. Mušas lielāko daļu laika pavadīja ārpus smaržas slāņa, bet virzība uz avotu notika tieši īsajos iecienījumos smaržā.
Pat tad, kad smaržas gradients tika apgriezts, mušas tikpat labi sekoja malai. Ģenētiski modificētas mušas, kuru ožas neironus varēja aktivēt ar 660 nanometru sarkano gaismu, nevainojami sekoja arī gaismas slāņa malai. Vissvarīgākais atklājums bija tad, kad smarža pēkšņi pazuda: mušas turpināja virzīties uz vietu, kur malai vajadzēja būt, kas norāda uz saglabātu atmiņu par tās atrašanos.
Izmantojot neironu attēlveidošanu, komanda identificēja kompasa sistēmu centrālajā kompleksā un mērķa vadības tīklu vēdekļveida ķermenī. Kad tika apklusināti šie neironi, mušas zaudēja orientēšanos. Datora modelis parādīja, ka vissvarīgākā informācija malas sekošanai ir ieiešanas leņķis – virziens, no kura muša pēdējo reizi saskārās ar smaržu. Turpmākā eksperimentā, kad smaržas slānis tika pagriezts par 45 grādiem, viens vienīgs etiķa gaisa pūsiens, kad muša gāja pareizajā jaunajā leņķī, bija pietiekams, lai dzīvnieks atjauninātu savu atmiņu un pielāgotu navigāciju.
Šie rezultāti pilnībā neatsakās no vecā modeļa. Simulācijas liecina, ka atmiņa visuzticamākā ir pie avota, kur smarža veido vienotu slāni; tālāk pret vēju, kur tā sairst haotiskos pavedienos, vienkārši refleksi var pārņemt vadību. Autori norāda, ka darbs parāda, kā pat niecīgas smadzenes var pārvērst īslaicīgus sensoros signālus telpiskās atmiņās – pamatprocess, kas, visticamāk, ir kopīgs visai dzīvnieku valstij.
Pētījums publicēts žurnālā Nature ar DOI 10.1038/s41586-026-10827-7.
