Verhaltensforschung

Neues Analysegerät ermöglicht exakte Verhaltensstudien an Insekten

25.04.12 | Redakteur: Ilka Ottleben

Abb. 1: Drosophila in einer Glasröhre der neu entwickelten so genannten Flywalk Apparatur.
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Abb. 1: Drosophila in einer Glasröhre der neu entwickelten so genannten Flywalk Apparatur. (Bild: Markus Knaden, MPI für chemische Ökologie)

Eine neu entwickelte Apparatur gibt Duftstoffe automatisch in einen Luftstrom ab und filmt dabei das Verhalten von Insekten. Weiterführende Untersuchungen haben ergeben, dass Fliegen anziehende und abschreckende Gerüche in unterschiedlichen Hirnregionen verarbeiten.

Jena – In Zusammenarbeit mit Kollegen aus Portugal und Spanien haben Forscher am Max-Planck-Institut für chemische Ökologie in Jena eine Apparatur entwickelt, die Duftstoffe automatisch in einen Luftstrom abgibt und dabei das Verhalten von Insekten filmt und auswertet. Das System Flywalk besteht aus Glasröhren, Luftströmungs-Regulatoren und einer Videokamera. Je Versuchsreihe können fünfzehn Tiere auf bis zu acht verschiedene Duftsignale hin getestet werden. Erste Messreihen zeigen, dass männliche und weibliche Fruchtfliegen unterschiedlich auf anlockende Stoffe reagieren. Männliche Fliegen werden vom Duft bereits begatteter Weibchen nicht mehr angezogen, da diesen mit cis-Vaccenyl Azetat ein abschreckender Duft anhaftet. In zwei weiteren Studien berichten die Forscher über die Verarbeitung von Duftsignalen im Insektengehirn.

Quantifizierung von Verhaltensmustern

Flywalk kann Reaktionen von Insekten auf Geruchssignale exakt bestimmen. Läuft das Tier gegen die Windrichtung, wird der Duft als attraktiv bewertet; bleibt es stehen oder läuft mit dem Luftstrom, ist der Duft abschreckend. Das System erlaubt neben dem Einsatz einzelner Geruchsstoffe auch die Applikation von Duftmischungen. Außerdem können Duftpulse unterschiedlicher Länge und Konzentration verabreicht werden. Der hohe Durchsatz und lange, automatisierte Messzeiten − bis zu acht Stunden können die Tiere im Flywalk verweilen − erlauben statistische Auswertungen der Messergebnisse.

Fruchtfliegen: Neuer Sexuallockstoff

Versuche mit Fruchtfliegen zeigten, dass Weibchen im Gegensatz zu Männchen mehr von typischen Nahrungsdüften wie Ethylazetat angezogen werden − ein Verhalten, das auf die Suche nach einem optimalen Eiablageplatz zielen könnte, um dem Larven-Nachwuchs nach dem Schlüpfen sofort ausreichend Nahrung zu garantieren. Auf abschreckende Düfte, z.B. Benzaldehyd, reagieren dagegen beide Geschlechter identisch. Männchen wiederum antworten positiv auf den Geruch unbegatteter Weibchen: Wird die Luft, die die jungfräulichen Weibchen umgibt, in Flywalk geleitet, wandern die Männchen stromaufwärts. „So konnten wir erstmals zeigen, dass Weibchen wie bei anderen Insektenarten auch mithilfe von Düften Männchen anlocken. Die Chemie dieser Duftkomponenten wird zurzeit untersucht“, so Kathrin Steck, die die Experimente durchgeführt hat. Bekannt ist bereits der Stoff, der begattete Weibchen für paarungsbereite Männchen unattraktiv macht: cis-Vaccenyl

Azetat. Mit diesem Duft „markiert“ ein Männchen während der Begattung das Weibchen, verhindert so eine weitere Befruchtung durch konkurrierende Männchen und sichert auf diese Weise die Verbreitung seiner Gene.

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