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Fruchtfliegen Giftige Substanz erhöht die Fruchtbarkeit

| Autor/ Redakteur: Angela Overmeyer / Dipl.-Chem. Marc Platthaus

Es ist sehr schwierig Fruchtfliegen der Art Drosophila sechellia im Labor zu züchten. Grund: Die Weibchen produzieren deutlich weniger Eier als andere Fruchtfliegenarten. Jenaer Max-Planck-Forscher haben die Fruchtbarkeit der Fliegen deutlich erhöht, indem sie ihnen die eigentlich giftigen Früchte des Noni-Baumes als Nahrung gaben.

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Die Max-Planck-Wissenschaftlerin Dr. Sofia Lavista Llanos untersucht die Früchte des Noni-Baums.
Die Max-Planck-Wissenschaftlerin Dr. Sofia Lavista Llanos untersucht die Früchte des Noni-Baums.
(Bild: Anna Schroll)

Jena – Im Laufe der Evolution passen sich Tiere an verschiedenste Nahrungsquellen an – auch an giftige Pflanzen oder Früchte. Die treibenden Kräfte für solche Anpassungsmechanismen sind oft unbekannt. Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für chemische Ökologie in Jena haben jetzt herausgefunden, warum die Fruchtfliege Drosophila sechellia ausschließlich die giftigen Früchte des Noni-Baumes als Nahrungsquelle nutzt und für die Eiablage aufsucht. In den weiblichen Fliegen ist ein Gen mutiert, das zu einer verminderten Produktion von Eiern führt. Den Fliegen fehlt l-DOPA, eine Vorstufe des Hormons Dopamin, das die Fruchtbarkeit steuert. Die Noni-Frucht enthält große Mengen genau dieser Substanz.

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Nehmen die Fliegen l-DOPA mit ihrer Nahrung auf, können sie ihr genetisches Defizit wieder ausgleichen und dadurch den Fortpflanzungserfolg deutlich verbessern. Die gleiche Genmutation ist auch dafür verantwortlich, dass die Fliegen gegen das Gift der Früchte resistent geworden sind.

Nur für Drosophila sechellia ist die Noni-Frucht nicht tödlich

Drosophila sechellia ist eine mit der Taufliege Drosophila melanogaster eng verwandte Art, die ausschließlich auf den Inseln der Seychellen im Indischen Ozean zu finden ist. Die Seychellenfliege ist auf die Frucht des Noni-Baumes (Morinda citrifolia) spezialisiert, ernährt sich von dieser und legt zudem ihre Eier auf der Frucht ab. Für alle anderen Fruchtfliegenarten ist der Kontakt zu reifen Noni-Früchten dagegen tödlich.

Seychellenfliegenweibchen produzieren deutlich weniger Eier als andere Fruchtfliegenarten. Es ist sehr schwierig, diese Art unter Laborbedingungen zu züchten. Bietet man den Fliegen allerdings Noni-Früchte oder bestimmte Substanzen aus der Frucht als Nahrung an, steigt die Fruchtbarkeit der Weibchen deutlich.

Warum Drosophila sechellia so sehr von den giftigen Früchten ihrer Wirtspflanze abhängig geworden ist, haben jetzt Sofia Lavista Llanos, Bill Hansson und ihre Kollegen aus der Abteilung Evolutionäre Neuroethologie entdeckt. In Fütterungsexperimenten stellten sie fest, dass die Weibchen dieser Fliegenart sechsmal mehr Eier produzierten, wenn sie mit Noni-Früchten anstelle der üblichen Laborkost gefüttert wurden.

Dopamin steuert die Fruchtbarkeit

Die Fruchtbarkeit der Fliegen wird durch das Hormon Dopamin gesteuert. Bei Dopaminmangel sind die Größe der Ovarien und die Anzahl der Eier stark reduziert. Die Wissenschaftler fanden heraus, dass eine Vorstufe für die Bildung von Dopamin in Drosophila sechellia in deutlich geringeren Mengen vorkommt als in anderen Fruchtfliegenarten. Bei dieser Dopamin-Vorstufe handelt es sich um Levodopa, auch l-DOPA genannt, einer Substanz, die vor allem als Arzneistoff gegen die Parkinson-Krankheit bekannt ist. Setzt man ihrer Nahrung l-DOPA zu, produzierten die Weibchen der Seychellenfliege mehr Eier. Dieser Effekt trat allerdings nicht ein, wenn dem Futter Dopamin selbst zugefügt wurde. Es stellte sich heraus, dass die Noni-Früchte l-DOPA enthalten.

Auf der zweiten Seite erfahren Sie mehr darüber, wie es den Embryonen gelingt, trotz der giftigen Umgebung der Noni-Frucht zu überleben...

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