Männliches Peptid manipuliert Gehirn weiblicher Fruchtfliegen und löst Nachpaarungsverhalten aus

BerlinForscher der Universität Birmingham haben die genauen Neuronen im Gehirn weiblicher Fruchtfliegen identifiziert, die auf ein von männlichen Fliegen während der Paarung übertragenes Sex-Peptid reagieren. Dieses Peptid, das in der Samenflüssigkeit vorkommt, führt nach der Paarung zu Verhaltensänderungen wie Eierlegen und einer geringeren Bereitschaft, erneut zu paaren.

Wesentliche Punkte umfassen:

• Ermittlung der Gehirnneuronen, die auf Sexpeptid reagieren
• Kartierung dieser Neuronen im Gehirn der weiblichen Fruchtfliege
• Verhaltensänderungen durch das Sexpeptid
• Neuronen als 'Kommando-Neuronen' klassifiziert
• Potenzielle Einblicke in die Funktion des menschlichen Gehirns

Männliche Fruchtfliegen übertragen während der Paarung ein Sex-Peptid auf die Weibchen, wodurch sich deren Verhalten ändert. Lange Zeit war unklar, wo im Gehirn diese Peptide wahrgenommen werden. Forscher haben nun durch das Verknüpfen des Peptids mit Neuronen die genauen Gehirnzellen identifiziert, die für diese Erkennung verantwortlich sind.

Die Forscher haben herausgefunden, wie man regulatorische Teile von Geschlechtsbestimmungsgenen abbauen kann, um sich auf weniger Neuronen zu konzentrieren. Anschließend richteten sie ihre Aufmerksamkeit auf Neuronen, die Rezeptoren für das Sex-Peptid haben. Mithilfe einer genetischen Methode verglichen sie die Expressionsmuster, um die Neuronen zu identifizieren, die auf das Sex-Peptid reagieren.

Die Untersuchung zeigte dem Team, welche Gehirnareale Verhaltensweisen nach dem Paarungsakt aktivieren, wenn das Sexpeptid vorhanden ist. Überraschenderweise handelte es sich dabei um entscheidende Neuronen für Entscheidungsfindungen und nicht nur um die grundlegenden sensorischen Neuronen, wie zuvor angenommen.

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Mindestens fünf verschiedene Gruppen von Kommandoneuronen sind beteiligt, was darauf hinweist, dass das männliche Sexpeptid auf mehreren Ebenen das Verhalten der Weibchen beeinflusst. Diese Entdeckungen könnten unser Verständnis darüber verändern, wie sensorische Informationen in Handlungen umgesetzt werden. Ein besseres Verständnis dieser Vorgänge könnte auch dazu beitragen, Verhaltensweisen zu steuern, wie zum Beispiel das Verhalten von Mücken zu kontrollieren, um die Verbreitung von Krankheiten zu verhindern.

Wissenschaftler haben alle Neuronen und synaptischen Verbindungen im Drosophila-Gehirn kartiert. Dies stellt eine wertvolle Ressource dar, um das Funktionieren neuraler Systeme zu erforschen. Die Forschung an Drosophila könnte zu neuen Entdeckungen führen, ähnlich denen nach dem Humangenomprojekt. Studien an Drosophila tragen weiterhin dazu bei, komplexe biologische Prozesse im Menschen zu verstehen.

Die weibliche Fruchtfliege kann diese Verhaltenssignale ignorieren. Zum Beispiel passt sie ihr Verhalten an, wenn die Umgebung nicht zum Eierlegen geeignet ist oder wenn sie nicht gesund ist, und das trotz des Einflusses des Sex-Peptids.

Diese Entdeckung erweitert unser Verständnis davon, wie das Gehirn funktioniert und wie wir Entscheidungen treffen. Wissenschaftler glauben, dass dies unser Wissen über Verhaltensweisen, die in der Struktur unseres Gehirns verankert sind, vertiefen wird. Dies könnte letztendlich größere Studien in der Neurowissenschaft voranbringen.