Faculté des sciences

The chemosensory system of "drosophila" larvae : neuroanatomy and behaviour

Colomb, Julien ; Stocker, Reinhard F. (Dir.)

Thèse de doctorat : Université de Fribourg, 2006.

This PhD thesis investigates the larval chemosensory system of Drosophila melanogaster, focusing on four different issues. The main work was directed on organisational aspects of the larval taste system and tried to show that the Drosophila larva could serve as a gustatory model system of general importance. Analysing both the gustatory projection patterns in the brain (1) and their potential... More

Add to personal list
    Résumé
    Cette thèse porte sur le système chémosensoriel de la larve de Drosophila melanogaster, elle s’articule en quatre parties. Le sujet principal fut dirige sur les aspects organisationnels du système gustatif, afin d’établir la larve comme un système modèle dans l’étude du codage de la sensation du goût. En analysant les projections centrales des afférents gustatifs (1), ainsi que celles de leurs neurones cibles (2), nous avons pu établir qu’il existe différentes sous-régions dans le centre gustatif primaire, selon l’organe d’origine et la réponse fonctionnelle des afférents. Cette étude nous permet également de supposer que les neurones secondaires ont certainement un spectre de réponse plus large que les primaires. Il est intéressant de constater que ces deux caractéristiques sont également présentes chez le système gustatif des mammifères. Dans les deux autres chapitres, la réponse comportementale des larves en réponse aux odeurs fut examinée. Nous avons tout d’abord étudie l’effet de la pré-exposition a une odeur sur la réponse ultérieure a cette même odeur (3). Des expériences critiques montrèrent que la réponse peut varier de l’attraction a la répulsion, démontrant que la sensibilité a l’odeur reste intacte, mais que l’animal donne une autre valeur hédonique a celle-ci (contrairement a ce qui était suppose au préalable). Dans un deuxième projet, nous avons examine la réponse a une odeur en présence d’une autre odeur ambiante, dans le but de déterminer les capacités de discrimination des larves (4). Une approche similaire fut utilisée dans des études sur les rats. Cet exemple montre comment de telles expériences comportementales peu- vent avoir des répercutions d’ordre général, soit en soulignant des réserves quant a des problèmes techniques, soit en mettant en lumière des mécanismes moléculaires qui pourraient être similaires dans différentes espèces animales. En conclusion, les résultats présentés dans cette thèse confirment la place de la Drosophile en tant que système modèle de choix dans l’étude du système chémosensoriel et des comportements qui lui sont lies. Ce travail sera sans doute une référence importante pour de futures études dans le domaine.
    Summary
    This PhD thesis investigates the larval chemosensory system of Drosophila melanogaster, focusing on four different issues. The main work was directed on organisational aspects of the larval taste system and tried to show that the Drosophila larva could serve as a gustatory model system of general importance. Analysing both the gustatory projection patterns in the brain (1) and their potential target neurones (2), we were able to demonstrate that different sub-areas exist in the primary taste centre, according to the organ origin and functional response of the neurones, and to propose that second order taste neurones are more broadly tuned than primary ones. Interestingly, those two features are also true for the mammalian system. The last two chapters deal with the behavioural response of larvae to odours. We first studied the effects of olfactory pre-exposure on subsequent responses to this odorant (3). Critical experiments were able to show that the larval responses can change from attraction to repulsion, an evidence that demonstrates that pre-exposure does not reduce olfactory sensitivity (as interpreted in prior studies), but may rather induce a change in the hedonic value given to the odour. In a second behavioural project, we investigated the response to odorants in the presence of a background olfactory stimulus, trying to elucidate olfactory discriminative abilities (4). Comparison with similar approaches in mammals suggests that behavioural studies in Drosophila larvae may have implications of general importance, in underlining specific technical caveats and highlighting cellular and molecular mechanisms that may be similar in different animal species. In conclusion, the investigations presented in this thesis report may move Drosophila ahead as a model system in chemosensation and behaviour. This work may hopefully be used as an important reference for future work in the field.