Das Liebeslied der Fliege

Wien (OTS) - Neurobiologen am Wiener Forschungsinstitut für
Molekulare Pathologie untersuchen am Fortpflanzungsritual der Fliege,
wie das Nervensystem Verhalten erzeugt, steuert und sinnvoll
einsetzt. Mit neu entwickelten Methoden der Thermogenetik können sie
den Balzgesang des Fliegenmännchens "ferngesteuert" auslösen und die
beteiligten Nervennetze beschreiben. Ihre Arbeit wird in der
aktuellen Ausgabe der Zeitschrift Neuron veröffentlicht.

Die Männchen der Taufliege Drosophila melanogaster müssen einigen
Aufwand betreiben, um das Interesse eines Weibchens zu erregen. Zeigt
sich eine potenzielle Partnerin, so spielen sie ein komplexes,
angeborenes Balzritual durch, zu dem auch eine Gesangsdarbietung
gehört. Die akustischen Signale, die das Weibchen auf die Paarung
einstimmen sollen, erzeugt das Männchen mit seinem Flügel, den es
dazu abspreizt und in Schwingungen versetzt. Was in unseren Ohren wie
ein Pulsieren oder leises Knattern klingt, ist für ein
Fliegenweibchen äusserst attraktiv und entscheidet über den
Paarungserfolg des Männchens.

In den Labors am IMP geraten Fliegenmännchen auf Kommando in
Verzückung und beginnen zu balzen, ohne dass ein Weibchen in Sicht
ist. Die Biologin Anne von Philipsborn aus dem Team um
Institutsleiter Barry Dickson löst den Liebesgesang der Fliegen mit
einer Methode aus, die sich Thermo-Aktivierung nennt. Definierte
Nervenzellen werden dabei genetisch mit temperaturempfindlichen
Ionenkanälen ausgestattet, die sich bei Wärme öffnen. Sie werden
dadurch für bestimmte Ionen durchlässig und aktivieren die
Nervenzelle. Entsprechend vorbereitete Fliegen werden im Labor
behutsam auf etwa 30 Grad erwärmt und beginnen prompt zu singen. Wie
mit einer Fernsteuerung können die Forscher damit das Verhalten
auslösen, das sie studieren wollen.

Durch gezieltes An- und Abschalten bestimmter Nervenzellen
(Neuronen) konnten die Wiener Neurobiologen zwei Zentren
identifizieren, die bei der männlichen Fliege für den Gesang
verantwortlich sind. Eines der Zentren befindet sich im Gehirn und
löst den Impuls zum Singen aus. Dieses Nervennetz empfängt Signale
der Sinnesorgane, die es verarbeitet und zu einer Entscheidung
verrechnet. Das zweite Zentrum sitzt im Bereich der Brustganglien und
"komponiert" den Balzgesang. Seine Neuronen koordinieren die
Muskelbewegungen und erzeugen das rhythmische Muster.

Den Forschern am IMP dient der Balzgesang der Fliege als Modell
für ein genetisch determiniertes Verhaltensmuster. Sie suchen
Antworten auf die Frage, wie das Nervensystem aufgrund innerer und
äußerer Einflüsse zu einer Entscheidung kommt, die passende Handlung
einleitet und die entsprechenden Muskelbewegungen koordiniert - wie
also sinnvolles Verhalten entsteht. Nachdem sie die Schlüsselneuronen
für den Fliegengesang identifiziert haben, wollen sie ihre
Erkenntnisse weiter verfeinern. Barry Dickson umreisst die Pläne:
"Uns interessiert nun, wie der gesamte Nervenschaltkreis im Detail
unter natürlichen Bedingungen funktioniert, wenn also Fliegenmännchen
tatsächlich auf Weibchen treffen. Gleichzeitig werden wir die
erfolgreiche Methode der Thermogenetik anwenden, um nach Neuronen zu
suchen, die andere Elemente des Fortpflanzungsrituals auslösen, bis
hin zur eigentlichen Kopulation."

Die Arbeit "Neuronal control of Drosophila courtship song" (Anne
C. von Philipsborn et al.) erscheint im Journal NEURON in der Ausgabe
vom 10. Februar 2011).

Rückfragehinweis:
Mag. Evelyn Missbach
IMP-IMBA Communications
Tel. (01) 79730 3626
Mail: [email protected]

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