Estos dípteros utilizan una estrategia de navegación, basada en un sofisticado sistema de memoria. Al rastrear un aroma, se desplazan a lo largo del borde de la columna de olor. Cada vez que entran y salen de la columna, almacenan una memoria direccional que las guía de regreso hacia ella, transformando un encuentro fugaz con una fragancia en un recuerdo espacial.
Cuando una mosca de la fruta percibe el aroma de un melocotón maduro, se dirige rápidamente hacia él. Una y otra vez, encuentra la fruta, incluso a varios metros de distancia y aunque el aroma llegue solo en forma de unas pocas ráfagas dispersas y desconectadas.
La memoria almacenada es la que permite a las moscas seguir navegando hacia la fuente del olor
Al rastrear un aroma, las moscas se desplazan a lo largo del borde de la columna de olor. Cada vez que entran y salen de la columna, almacenan una memoria direccional que las guía de regreso hacia ella, transformando un encuentro fugaz con una fragancia en un recuerdo espacial. Esta memoria almacenada es la que les permite seguir navegando hacia la fuente del olor, incluso si la columna no está alineada con el viento o se dispersa.
Los hallazgos, publicados en Nature, demuestran que el seguimiento de olores no es solo una respuesta refleja, sino que las moscas utilizan circuitos cerebrales para la navegación espacial, con el fin de recordar dónde se encuentra el límite de una columna de olor y regresar hacia él.
Queríamos comprender cómo un animal construye una imagen funcional de un mundo químico que en realidad no puede ver
“Los olores son algunas de las señales más valiosas que los animales utilizan para orientarse, pero también son algunas de las más difíciles de interpretar y estudiar, porque son invisibles y cambian constantemente”, afirma Vanessa Ruta, directora del Laboratorio de Neurofisiología y Comportamiento. “Queríamos comprender cómo un animal construye una imagen funcional de un mundo químico que en realidad no puede ver”.
Entorno controlado
El equipo creó un sistema de realidad virtual en el que una mosca camina sobre una esfera inflable, capaz de girar y moverse hacia adelante o hacia atrás sobre su propio eje, como una cinta de correr giratoria. A medida que la mosca gira, una boquilla que suministra un flujo de aire constante rota para adaptarse, imitando el viento que sopla desde una dirección fija.
Cuando la mosca alcanza puntos predefinidos en un mapa virtual, los investigadores inyectan cantidades precisas de aroma a vinagre de manzana, lo que les permite crear paisajes olfativos definidos.
La ventaja de este tipo de entorno tan controlado es que sabemos exactamente qué huele la mosca en cada momento
“La ventaja de este tipo de entorno tan controlado es que sabemos exactamente qué huele la mosca en cada momento”, afirma Charles Dowell, investigador postdoctoral del laboratorio de Ruta y coautor del estudio. “Eso es algo muy difícil de determinar con las columnas de olor reales y físicas que se producen en el entorno natural”.
Siguiendo el borde
El equipo esperaba que las moscas se dirigieran contra el viento y siguieran el rastro dentro del centro de la columna de olor. Sin embargo, las moscas se desplazaron sistemáticamente a lo largo de un solo borde de la columna, adentrándose en el olor, saliendo rápidamente de ella y luego caminando en aire limpio antes de regresar. Los investigadores denominan a este patrón ‘seguimiento de borde’.
Más cerca de la fuente del olor, donde la columna se volvía más coherente y predecible, las moscas pasaron a un seguimiento de bordes guiado por la memoria
El equipo también expuso a las moscas a una grabación de cómo una columna de olor real se desplaza y se dispersa en el aire en movimiento. En las regiones más turbulentas de la columna, donde los encuentros con el olor eran demasiado fragmentados para que la memoria angular fuera fiable, las moscas parecían recurrir a otras estrategias de búsqueda. Pero más cerca de la fuente del olor, donde la columna se volvía más coherente y predecible, las moscas pasaron a un seguimiento de bordes guiado por la memoria.
Fue un momento realmente emocionante para mí, al darme cuenta de que este comportamiento se aplica a estructuras olfativas muy diferentes
“Una columna de humo turbulenta es fragmentada y muy compleja; las moscas podrían estar orientadas en cualquier dirección”, explica Silas Busch, investigador postdoctoral del laboratorio. “Pero, sorprendentemente, las moscas encontraron el camino hacia la región donde probablemente se encontraba la columna de humo y siguieron su contorno de la misma manera. Fue un momento realmente emocionante para mí, al darme cuenta de que este comportamiento se aplica a estructuras olfativas muy diferentes”.
Una brújula en el cerebro
Al monitorizar la actividad de las células cerebrales de las moscas mientras estas se encontraban inmersas en un entorno de realidad virtual, el equipo pudo determinar la importancia del complejo central del cerebro, una región cerebral ancestral de los insectos que sustenta la navegación espacial. Descubrieron que un conjunto de células llamadas neuronas FC2, que codifican los objetivos de navegación de la mosca, no siempre permanecían fijas en una dirección. Mientras la mosca se encontraba dentro de una nube de olor, las neuronas FC2 apuntaban en la dirección actual de la mosca.
Sin embargo, una vez que la mosca abandonaba la nube, las células apuntaban de nuevo hacia su borde, lo que sugiere que estas neuronas reflejan la memoria angular para regresar a la nube. Silenciar las neuronas FC2 impedía que las moscas volvieran al olor. Los resultados reafirmaron que las moscas no se limitaban a seguir señales sensoriales para regresar a la nube, sino que utilizaban una forma de memoria direccional.
Descubrimos que utilizan una memoria direccional que les permite usar cada encuentro con el olor en el límite de la estela como una señal química que las ayuda a encontrar la fuente
“Nos costó un tiempo convencernos de que esto realmente se basa en una memoria angular”, afirma Ruta. A diferencia de una abeja que regresa a su nido, una mosca que sigue una estela de olor no tiene una ubicación fija a la que apuntar, ya que el aroma se dispersa. “La estela no se encuentra en un lugar específico, por lo que seguirla no requiere que las moscas almacenen su posición exacta. En cambio, descubrimos que utilizan una memoria direccional que les permite usar cada encuentro con el olor en el límite de la estela como una señal química que las ayuda a encontrar la fuente”.
Los nuevos hallazgos replantean el seguimiento de olores como una forma sofisticada de memoria espacial, en lugar de un simple reflejo. La dependencia del complejo central sugiere que el seguimiento de una estela de olor fugaz se basa en la misma arquitectura cerebral que las hormigas y las abejas utilizan para encontrar sus nidos. En términos más generales, el trabajo destaca la flexibilidad con la que se puede utilizar el circuito del complejo central en diferentes contextos sensoriales, lo que permite a los animales usar los olores como señales espaciales dinámicas.
La importancia de la mosca radica en que ahora podemos empezar a comprender cómo el cerebro realiza esos cálculos
“Cuando la gente piensa en las moscas de la fruta, las imagina como criaturas simples y reflejas”, explica Ruta. “Pero si consideramos a qué se enfrentan en su entorno natural, descubrimos que utilizan estrategias adaptativas, flexibles y sorprendentemente sofisticadas; mecanismos que podríamos haber esperado solo en animales con cerebros mucho más grandes. La importancia de la mosca radica en que ahora podemos empezar a comprender cómo el cerebro realiza esos cálculos”.
Referencia:
Siciliano, A. F. et al. «A vector-based strategy for olfactory navigation in Drosophila». Nature 2026.