L'accouplement, un facteur clé de la mémoire à long terme chez la drosophile

Publié par Adrien le 25/11/2019 à 08:00
Source: CNRS INSB
Une équipe de chercheurs vient de montrer que l'accouplement augmente fortement les capacités de mémorisation de la femelle drosophile. De manière surprenante, un peptide présent dans le sperme transite dans le cerveau des femelles pour y activer spécifiquement le circuit neuronal contrôlant la formation de la mémoire (D'une manière générale, la mémoire est le stockage de l'information. C'est aussi le souvenir d'une information.) à long terme. Ce mécanisme permettrait aux femelles vierges d'avoir un comportement exploratoire plus audacieux, en ignorant les signaux de danger. Ces travaux sont publiés dans la revue Science Advances.


© Lisa Scheunemann et Thomas PreatFigure: Les femelles vierges de l'espèce Drosophila melanogaster ne peuvent pas former de mémoire à long terme. Lors de la fécondation (La fécondation, pour les êtres vivants organisés, est le stade de la reproduction sexuée consistant en une fusion des gamètes mâle et femelle en une cellule unique nommée zygote. Elle a...), le peptide sexuel est transféré du testicule (Le testicule (testes) est la gonade mâle des animaux. Il a une double fonction, plus ou moins exprimée selon les périodes de la vie :) du mâle vers l'ovaire de la femelle (En biologie, femelle (du latin « femella », petite femme, jeune femme) est le sexe de l'organisme qui produit des ovules, dans le cadre d'une reproduction anisogamique.). De là, le peptide sexuel diffuse dans l'hémolymphe et atteint le cerveau (Le cerveau est le principal organe du système nerveux central des animaux. Le cerveau traite les informations en provenance des sens, contrôle de nombreuses fonctions du corps, dont la motricité...). Au sein du cerveau, le peptide sexuel active une paire (On dit qu'un ensemble E est une paire lorsqu'il est formé de deux éléments distincts a et b, et il s'écrit alors :) de neurones qui contrôlent la formation de la mémoire à long terme.

Est-ce que l'accouplement peut avoir un impact permanent sur les fonctions cognitives comme l'apprentissage (L’apprentissage est l'acquisition de savoir-faire, c'est-à-dire le processus d’acquisition de pratiques, de connaissances, compétences,...) ou la mémoire ? Les chercheurs viennent de montrer que les performances de mémoire aversive à long terme étaient fortement améliorées chez des femelles de drosophile (La drosophile (du grec drosos : la rosée et philos : qui aime) est un insecte diptère holométabole radiorésistant également appelée mouche du vinaigre, bien qu'appartenant...) après accouplement et que ce phénomène était lié à une petite protéine (Une protéine est une macromolécule biologique composée par une ou plusieurs chaîne(s) d'acides aminés liés entre eux par des liaisons...) présente dans le sperme des mâles appelée "peptide sexuel".

La reproduction chez les mammifères ou chez les insectes (Insectes est une revue francophone d'écologie et d'entomologie destinée à un large public d'amateurs et de naturalistes. Produite par l'Office pour les insectes et leur environnement (association loi de 1901), elle paraît...) est souvent associée à des changements de comportement, comme lors de la prise alimentaire. En revanche, l'impact sur les fonctions cognitives reste peu étudié. Les chercheurs se sont intéressés au cas de la mémoire à long terme aversive chez la drosophile, qui se forme suite à la présentation répétée d'une molécule (Une molécule est un assemblage chimique électriquement neutre d'au moins deux atomes, qui peut exister à l'état libre, et qui représente la plus petite quantité de...) odorante associée à petits chocs électriques. En comparant la mémoire des femelles vierges et des femelles après accouplement, ils ont montré que les performances de mémoire à long terme étaient bien meilleures chez les femelles fécondées.

Les scientifiques ont également identifié l'élément qui influe sur ce comportement: un peptide présent dans le sperme du mâle, le peptide sexuel, déjà connu pour son rôle dans le contrôle (Le mot contrôle peut avoir plusieurs sens. Il peut être employé comme synonyme d'examen, de vérification et de maîtrise.) de la ponte. Cette nouvelle étude montre que le peptide sexuel active spécifiquement une paire de neurones du cerveau sécrétant de la sérotonine. Cette activation (Activation peut faire référence à :) ouvre la voie à la formation de la mémoire à long terme.

Les chercheurs s'interrogent maintenant sur les raisons de cet effet spectaculaire. Une hypothèse est que cette absence de mémoire à long terme aversive permette aux femelles vierges d'adopter un comportement plus exploratoire, augmentant les chances de trouver un partenaire de reproduction, et favorisant donc la survie de l'espèce. Une telle prise de risque a été observée chez la jeune souris (Le terme souris est un nom vernaculaire ambigu qui peut désigner, pour les francophones, avant tout l’espèce commune Mus musculus, connue...). Par ailleurs, empêcher la formation de la mémoire à long terme représenterait une économie d'énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la chaleur, de la lumière, de produire un mouvement.) utile pour le jeune adulte.

Pour en savoir plus:
A sperm peptide enhances long-term memory in female Drosophila
Scheunemann L, Lampin-Saint-Amaux A, Schor J and Preat T.
Science advances 20 Nov 2019. DOI: 10.1126/sciadv.aax3432.
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