Sex-Verhalten von Fruchtfliegen einfach kontrolliert: Reizung durch 1 Duftstoff reicht

Neues von den Wiener Genetik-Fliegenforschern am Institut für Molekulare Pathologie (IMP) in Wien: Jetzt haben sie herausgefunden, dass das Sex-Verhalten von Drosophila melanogaster, also der kleinen Fruchtfliegen, ziemlich einfach kontrolliert wird. So zum Beispiel genügt die Reizung nur eines Rezeptor-Neuron-Typs durch einen Duftstoff (Pheromon), um bei Männchen wie bei Weibchen Reaktionen zu erzeugen - allerdings durchaus unterschiedlicher Natur.

Die Arbeit von Amina Kurtovic, Alexandre Widmer und Barry Dickson, letzterer ist Chef des IMP, erscheint in der neuesten Ausgabe von "Nature". Widmer: "Wir beschäftigen uns damit, wie das Nervennetzwerk das Verhalten dieser Fliegen kontrolliert." Für Aufsehen sorgten in der jüngeren Vergangenheit Studien, wonach das "fruitless"-Gen in seinen männlichen bzw. weiblichen Varianten in den Fliegen bestimmt, ob sie nun beim Sex männlich oder weiblich orientiert sind.

Äußere Reize für Verhalten entscheidend
Doch es gibt auch äußere Reize, die für das Verhalten entscheidend sind. Dies sind bei Insekten wie bei anderen Tieren Pheromone, also bestimmte Riech-Botenstoffe. Während die Drosophilas bei sonst in ihrer Umwelt vorkommenden Gerüchen vom Input einer ganzen Reihe von olfaktorischen Zellen profitieren, ist das bei dem Sex-Pheromon cVA (11-cis-vaccenyl-acetat) ganz anders. Hier reicht offenbar die Aktivierung einer einzigen Klasse von Riech-Rezeptor-Neuronen (Or67d) aus, um zu Verhaltensänderungen zu führen.

Widmer: "Amina Kurtovic hat bei weiblichen und männlichen Drosophila-Fliegen Or67d ausgeschaltet." Diese Knock-out-Fliegen ohne den Rezeptor änderten ihr Sex-Verhalten. Der Wissenschafter: "Die männlichen Drosophilas begannen zwei- bis dreimal häufiger um die Gunst von gleichgeschlechtlichen Partnern zu werben. Auf der anderen Seite reagierten die weiblichen Fliegen ohne den Rezeptor abweisend gegenüber Männchen." Der Geruch des Pheromons wirkt also auf Weibchen anregend, auf Männchen hingegen dämpfend. Das liegt offenbar daran, dass die Männchen diesen Duftstoff mit ihrem Ejakulat absondern. Nimmt das Weibchen den Geruch dadurch an, erkennt ein weiterer "Drosophilus" daran, dass er bei dem Weibchen keine Chance mehr auf gemeinsame Nachkommen und somit die Weitergabe seiner Gene hat.

Männchen mit Motten-Rezeptor ließen sich bremsen
Um diese Beobachtung zu untermauern, züchteten die Wissenschafter vom IMP Drosophilas beiderlei Geschlechts mit dem Pheromon-Rezeptor von Motten, einer Insektenspezies, die in der Evolutionsgeschichte 300 Millionen Jahre von den Fruchtfliegen "entfernt" ist. Damals trennten sich die entwicklungsgeschichtlichen Wege der beiden Arten. Das Fazit: Die Drosophilas reagierten auf die entsprechenden Lockstoffe von Motten wieder genau so, wie sie das natürlicherweise samt ihrem ureigenen Rezeptor auf das Drosophila-Pheromon tun: Männchen mit dem Motten-Rezeptor ließen sich von dem Geruch in ihrer sexuellen Aktivität bremsen, so als ob sie es mit einem Fliegenmännchen zu tun hätten.

(apa/red)