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Les mouches utilisent leur système gustatif pour évaluer la qualité d'une ressource alimentaire, qui doit être nutritionnellement équilibrée et non toxique. La perception gustative chez D. melanogaster s'effectue grâce à des structures cuticulaires à la forme de poils, les sensilles, situées sur les pièces buccales, les tarses, l'extrémité des ailes et l'organe d'oviposition des femelles. Ces sensilles contiennent deux à quatre neurones spécialisés dans le codage de différentes modalités gustatives. Les tarses entrent en contact avec les substrats alimentaires, ce qui permet d'en évaluer la qualité gustative et peut conduire à l'extension du proboscis et à l'ingestion de nourriture. L'extension du proboscis et l'ingestion de nourriture sont régulées par la modalité gustative (ex. suc[...]

Les mouches utilisent leur système gustatif pour évaluer la qualité d'une ressource alimentaire, qui doit être nutritionnellement équilibrée et non toxique. La perception gustative chez D. melanogaster s'effectue grâce à des structures cuticulaires à la forme de poils, les sensilles, situées sur les pièces buccales, les tarses, l'extrémité des ailes et l'organe d'oviposition des femelles. Ces sensilles contiennent deux à quatre neurones spécialisés dans le codage de différentes modalités gustatives. Les tarses entrent en contact avec les substrats alimentaires, ce qui permet d'en évaluer la qualité gustative et peut conduire à l'extension du proboscis et à l'ingestion de nourriture. L'extension du proboscis et l'ingestion de nourriture sont régulées par la modalité gustative (ex. sucré/amer), par des signaux reflétant les besoins de l'organisme (ex. carence) et par des apprentissages antérieurs (ex. apprentissage aversif). La plasticité comportementale de D. melanogaster leur permet de s'adapter à diverses contraintes, comme c'est le cas pour un régime alimentaire déséquilibré ou contenant un élément toxique. Dans les travaux présentés ici, nous présentons comment s'effectue la détection de l'amidon, un polymère de sucre sans goût apparent. Nous avons également étudié l'effet de l'exposition continue à une dose non létale de caféine sur la résistance au jeûne et sur les préférences alimentaires.Nous avons montré que l'amidon présenté seul ne déclenche pas de comportement d'alimentation. En revanche, les mouches détectent rapidement la présence d'amidon dans une situation de choix binaire. Cette discrimination positive est plus forte lorsque l'on associe l'amidon à de fortes concentrations de sucre simple. Nous avons établi que la préférence pour l'amidon mélangé à du sucre est due à la prédigestion de l'amidon, pour laquelle la présence d'amylases est nécessaire et suffisante. C'est la présence de maltose, un des sous-produits de la digestion de l'amidon, qui agit comme un stimulus sensoriel, qui permet aux mouches d'identifier l'amidon prédigéré. Les mouches peuvent donc rapidement évaluer la qualité nutritionnelle d'une ressource même quand l'information sensorielle n'est que partielle. Beaucoup d'aspects de ce processus restent à élucider, par exemple la manière dont les enzymes digestives sont déposées sur le milieu, l'effet de la taille de la population, ou sa spécificité vis-à-vis des sucres complexes. Si la digestion extra-orale s'avérait être un aspect général des comportements d'alimentation des drosophiles, cela permettrait d'adapter ces comportements à la qualité nutritionnelle des substrats alimentaires.Par ailleurs, nous avons effectué une série d'expériences préliminaires qui nous ont permis d'évaluer la toxicité de la caféine. Nous avons ensuite utilisé une concentration de caféine moyennement aversive dont le seul effet manifeste se traduit par une augmentation de la durée de développement, ce qui semble indiquer que la caféine est plus aversive que véritablement toxique. Pour une lignée presque isogénique, après seize générations d'adaptation sur du milieu enrichi en caféine, les mouches adaptées se sont révélées plus résistantes au jeûne que des témoins et ce, de manière réversible. Cependant, nous n'avons constaté aucun changement mesurable des comportements d'alimentation. Des expériences complémentaires sont nécessaires pour déterminer si une meilleure résistance au jeûne est une adaptation générale à la présence d'un composé amer ou si ce résultat est spécifique à la caféine.

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Flies rely on their taste system to evaluate quality of a food resource, which should to be nutritionally balanced and toxin-free. In D. melanogaster, taste involves hair-like cuticular structures, or sensilla, located on the mouthparts, the tarsi, the wing margins and the ovipositor of females; and they house two to four gustatory receptor neurons specialized in different taste qualities. Flies monitor the suitability of a food substrate with their tarsi and eventually extend their proboscis to ingest the food. Proboscis extension and food ingestion are modulated by the taste quality (e.g. sweet vs. bitter), by the internal signals reflecting the state of the organism (e.g. nutrient deprivation) and by previous experience (e.g. aversive learning). The plasticity of D. melanogaster feeding behavior enables them to adapt to different nutritional challenges, such as an unbalanced diet or the presence of a toxin in the food. In this work, we studied the detection of an unpalatable but nutritious carbohydrate polymer, starch. We also studied the effect of continuous exposure to a sublethal concentration of caffeine on starvation resistance and feeding preferences.We showed that starch alone does not elicit feeding behavior but that in 2-choice assays, flies quickly detect the presence of starch mixed with sugars. Flies better discriminate starch when it's associated with high concentrations of sugar. We established that the pre-digestion of starch by α-amylases is necessary and sufficient to induce the preference for starch-containing food. The presence of maltose, a by-product of starch degradation, is the chemosensory cue that allows flies to identify the presence of pre-digested starch. Fly can thus rapidly assess the nutrient quality of food patches even when it is partially hidden. Many aspects of the process are still unknown, such as the origin of the excreted enzyme, the population size effect, or the specificity of extra-oral digestion, and require further experiments. Extra-oral digestion, if proven to be a general feature of the feeding behavior of flies, may allow flies to more quickly adjust their feeding behavior to the relative quality of their food substrate.We performed a series of preliminary experiments in order to evaluate caffeine toxicity on several fitness traits. We used a mildly aversive concentration whose only effect was an increase in egg-to-adult development time, which seems to indicate that caffeine is more unpalatable than toxic. After sixteen generations of adaption on caffeine-enriched medium using a nearly isogenic strain of D. melanogaster, adapted flies showed a reversible increase in starvation resistance as compared to control flies; but they did not display any measurable change in their feeding behavior. More experiments are required to know if increased starvation resistance is a common strategy when flies encounter a bitter compound or if it was specific to caffeine.