Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Bienen steuern die Entwicklung des Gehirns durch Brutwärme

22.03.2004


Honigbienen können im Gehirn ihrer Nachkommen die Nervenverschaltung beeinflussen. Hierbei spielt die Temperatur, bei der sie den Nachwuchs aufziehen, eine wichtige Rolle. Das berichtet die Arbeitsgruppe des Neurobiologen Wolfgang Rössler vom Biozentrum der Uni Würzburg in der neuesten Ausgabe der US-amerikanischen Fachzeitschrift PNAS (Proceedings of the National Academy of Sciences).


Bienenpuppen während der Entwicklung bei verschiedenen Temperaturen (oben) und konfokalmikroskopische Aufnahme eines fluoreszenzmarkierten Bienengehirns (unten).
Fotos: Groh und Rössler



Bevor aus den wurmähnlichen Bienenlarven erwachsene Tiere entstehen, wird eine zehn bis zwölf Tage dauernde Puppenphase durchlaufen. Dabei wird das Gehirn der Insekten komplett umgebaut. Um aus der Larve eine flugfähige Biene mit ihren beachtlichen Sinnesleistungen hervorzubringen, müssen viele Nervenverschaltungen neu angelegt werden. In diesem kritischen Zeitraum klimatisieren die Bienen ihre Bruträume besonders sorgfältig auf eine mittlere Temperatur von 35 Grad Celsius.



Die Würzburger Wissenschaftler hatten bereits entdeckt, dass Bienen, die bei anderen Temperaturen aufwachsen, im Lernverhalten und in der Kommunikationsfähigkeit beeinträchtigt sind (PNAS 100, 2003, Seiten 7343-7347). Um zu klären, ob sich Temperaturunterschiede auch auf die Gehirnentwicklung auswirken, hielt Rösslers Doktorandin Claudia Groh Bienenpuppen bei kontrollierten Temperaturen. Anschließend nahmen die Forscher die Gehirne der frisch geschlüpften Bienen unter die Lupe. Sie markierten die Kontaktstellen zwischen den Nervenzellen, die so genannten Synapsen, mit fluoreszierenden Molekülen. Somit konnten sie Bildung, Anzahl und Dichte der Nervenkontakte verfolgen.

Es stellte sich heraus, dass bereits Temperaturunterschiede von nur einem Grad Celsius die Anzahl der Synapsen in den so genannten Pilzkörpern verändern. Dabei handelt es sich um Gehirnregionen, in denen höhere Funktionen ablaufen, zum Beispiel Lernvorgänge und die Gedächtnisbildung. Besonders spannend: "Nicht alle Anteile der Pilzkörper reagierten gleichermaßen auf die Temperaturunterschiede", so Rössler. Besonders deutlich war der Effekt in einer Region, die für die Verarbeitung von Duftreizen verantwortlich ist. In Gebieten, in denen optische Reize verarbeitet werden, war er dagegen weniger stark ausgeprägt.

Diese Veränderungen waren auch bei einer Woche alten Bienen noch eindeutig vorhanden. Das bedeutet, dass die Bienen über die Bruttemperatur Einfluss auf die Entwicklung und Funktion der Gehirne ihrer Nachkommen nehmen können. Die Forscher vermuten, dass die Insekten damit sogar die Arbeitsteilung in ihrem Staat regulieren.

Diese Untersuchungen sind vor allem für die neurobiologische Grundlagenforschung interessant. Die Eigenschaften von Nervenzellen und Synapsen im Bienengehirn unterscheiden sich nicht grundsätzlich von denen im Gehirn des Menschen. Die von den Würzburger Forschern entdeckten Vorgänge liefern damit ein hervorragendes Modellsystem, um die Auswirkung umweltbedingter Einflüsse auf die Entwicklung und Funktion des Gehirns zu untersuchen. Dies ist laut Rössler ein besonders wichtiges Gebiet der Hirnforschung.

Claudia Groh, Jürgen Tautz und Wolfgang Rössler: "Synaptic organization in the adult honey bee brain is influenced by brood-temperature control during pupal development", PNAS 101 (12) vom 23. März 2004, Seiten 4268-4273.

Hinweis für Redaktionen/Journalisten: Die Originalarbeit können Sie als pdf-Datei bei der Pressestelle der Universität anfordern, T (0931) 31-2401, E-Mail:
emmerich@zv.uni-wuerzburg.de

Weitere Informationen: Prof. Dr. Wolfgang Rössler, T (0931) 888-4313, Fax (0931) 888-4309, E-Mail:
roessler@biozentrum.uni-wuerzburg.de

Robert Emmerich | idw
Weitere Informationen:
http://www.biozentrum.uni-wuerzburg.de/

Weitere Berichte zu: Biene PNAS Synapse Temperatur Temperaturunterschiede

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Immunabwehr ohne Kollateralschaden
23.01.2017 | Universität Basel

nachricht Mikrobe des Jahres 2017: Halobacterium salinarum - einzellige Urform des Sehens
23.01.2017 | Verband Biologie, Biowissenschaften und Biomedizin in Deutschland e.V.

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Erstmalig quantenoptischer Sensor im Weltraum getestet – mit einem Lasersystem aus Berlin

An Bord einer Höhenforschungsrakete wurde erstmals im Weltraum eine Wolke ultrakalter Atome erzeugt. Damit gelang der MAIUS-Mission der Nachweis, dass quantenoptische Sensoren auch in rauen Umgebungen wie dem Weltraum eingesetzt werden können – eine Voraussetzung, um fundamentale Fragen der Wissenschaft beantworten zu können und ein Innovationstreiber für alltägliche Anwendungen.

Gemäß dem Einstein’schen Äquivalenzprinzip werden alle Körper, unabhängig von ihren sonstigen Eigenschaften, gleich stark durch die Gravitationskraft...

Im Focus: Quantum optical sensor for the first time tested in space – with a laser system from Berlin

For the first time ever, a cloud of ultra-cold atoms has been successfully created in space on board of a sounding rocket. The MAIUS mission demonstrates that quantum optical sensors can be operated even in harsh environments like space – a prerequi-site for finding answers to the most challenging questions of fundamental physics and an important innovation driver for everyday applications.

According to Albert Einstein's Equivalence Principle, all bodies are accelerated at the same rate by the Earth's gravity, regardless of their properties. This...

Im Focus: Mikrobe des Jahres 2017: Halobacterium salinarum - einzellige Urform des Sehens

Am 24. Januar 1917 stach Heinrich Klebahn mit einer Nadel in den verfärbten Belag eines gesalzenen Seefischs, übertrug ihn auf festen Nährboden – und entdeckte einige Wochen später rote Kolonien eines "Salzbakteriums". Heute heißt es Halobacterium salinarum und ist genau 100 Jahre später Mikrobe des Jahres 2017, gekürt von der Vereinigung für Allgemeine und Angewandte Mikrobiologie (VAAM). Halobacterium salinarum zählt zu den Archaeen, dem Reich von Mikroben, die zwar Bakterien ähneln, aber tatsächlich enger verwandt mit Pflanzen und Tieren sind.

Rot und salzig
Archaeen sind häufig an außergewöhnliche Lebensräume angepasst, beispielsweise heiße Quellen, extrem saure Gewässer oder – wie H. salinarum – an...

Im Focus: Innovatives Hochleistungsmaterial: Biofasern aus Florfliegenseide

Neuartige Biofasern aus einem Seidenprotein der Florfliege werden am Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP gemeinsam mit der Firma AMSilk GmbH entwickelt. Die Forscher arbeiten daran, das Protein in großen Mengen biotechnologisch herzustellen. Als hochgradig biegesteife Faser soll das Material künftig zum Beispiel in Leichtbaukunststoffen für die Verkehrstechnik eingesetzt werden. Im Bereich Medizintechnik sind beispielsweise biokompatible Seidenbeschichtungen von Implantaten denkbar. Ein erstes Materialmuster präsentiert das Fraunhofer IAP auf der Internationalen Grünen Woche in Berlin vom 20.1. bis 29.1.2017 in Halle 4.2 am Stand 212.

Zum Schutz des Nachwuchses vor bodennahen Fressfeinden lagern Florfliegen ihre Eier auf der Unterseite von Blättern ab – auf der Spitze von stabilen seidenen...

Im Focus: Verkehrsstau im Nichts

Konstanzer Physiker verbuchen neue Erfolge bei der Vermessung des Quanten-Vakuums

An der Universität Konstanz ist ein weiterer bedeutender Schritt hin zu einem völlig neuen experimentellen Zugang zur Quantenphysik gelungen. Das Team um Prof....

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Hybride Eisschutzsysteme – Lösungen für eine sichere und nachhaltige Luftfahrt

23.01.2017 | Veranstaltungen

Mittelstand 4.0 – Mehrwerte durch Digitalisierung: Hintergründe, Beispiele, Lösungen

20.01.2017 | Veranstaltungen

Nachhaltige Wassernutzung in der Landwirtschaft Osteuropas und Zentralasiens

19.01.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Wie der Nordatlantik zum Wärmepirat wurde

23.01.2017 | Geowissenschaften

Immunabwehr ohne Kollateralschaden

23.01.2017 | Biowissenschaften Chemie

Erstmalig quantenoptischer Sensor im Weltraum getestet – mit einem Lasersystem aus Berlin

23.01.2017 | Physik Astronomie