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 Bakterieller Untermieter macht Blattnahrung für Käfer verdaulich
17.11.2017 | Max-Planck-Institut für chemische Ökologie

nachricht Neues Werkzeug für gezielten Proteinabbau
17.11.2017 | Max-Planck-Institut für biophysikalische Chemie

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: Ultrakalte chemische Prozesse: Physikern gelingt beispiellose Vermessung auf Quantenniveau

Wissenschaftler um den Ulmer Physikprofessor Johannes Hecker Denschlag haben chemische Prozesse mit einer beispiellosen Auflösung auf Quantenniveau vermessen. Bei ihrer wissenschaftlichen Arbeit kombinierten die Forscher Theorie und Experiment und können so erstmals die Produktzustandsverteilung über alle Quantenzustände hinweg - unmittelbar nach der Molekülbildung - nachvollziehen. Die Forscher haben ihre Erkenntnisse in der renommierten Fachzeitschrift "Science" publiziert. Durch die Ergebnisse wird ein tieferes Verständnis zunehmend komplexer chemischer Reaktionen möglich, das zukünftig genutzt werden kann, um Reaktionsprozesse auf Quantenniveau zu steuern.

Einer deutsch-amerikanischen Forschergruppe ist es gelungen, chemische Prozesse mit einer nie dagewesenen Auflösung auf Quantenniveau zu vermessen. Dadurch...

Im Focus: Leoniden 2017: Sternschnuppen im Anflug?

Gemeinsame Pressemitteilung der Vereinigung der Sternfreunde und des Hauses der Astronomie in Heidelberg

Die Sternschnuppen der Leoniden sind in diesem Jahr gut zu beobachten, da kein Mondlicht stört. Experten sagen für die Nächte vom 16. auf den 17. und vom 17....

Im Focus: «Kosmische Schlange» lässt die Struktur von fernen Galaxien erkennen

Die Entstehung von Sternen in fernen Galaxien ist noch weitgehend unerforscht. Astronomen der Universität Genf konnten nun erstmals ein sechs Milliarden Lichtjahre entferntes Sternensystem genauer beobachten – und damit frühere Simulationen der Universität Zürich stützen. Ein spezieller Effekt ermöglicht mehrfach reflektierte Bilder, die sich wie eine Schlange durch den Kosmos ziehen.

Heute wissen Astronomen ziemlich genau, wie sich Sterne in der jüngsten kosmischen Vergangenheit gebildet haben. Aber gelten diese Gesetzmässigkeiten auch für...

Im Focus: A “cosmic snake” reveals the structure of remote galaxies

The formation of stars in distant galaxies is still largely unexplored. For the first time, astron-omers at the University of Geneva have now been able to closely observe a star system six billion light-years away. In doing so, they are confirming earlier simulations made by the University of Zurich. One special effect is made possible by the multiple reflections of images that run through the cosmos like a snake.

Today, astronomers have a pretty accurate idea of how stars were formed in the recent cosmic past. But do these laws also apply to older galaxies? For around a...

Im Focus: Pflanzenvielfalt von Wäldern aus der Luft abbilden

Produktivität und Stabilität von Waldökosystemen hängen stark von der funktionalen Vielfalt der Pflanzengemeinschaften ab. UZH-Forschenden gelang es, die Pflanzenvielfalt von Wäldern durch Fernerkundung mit Flugzeugen in verschiedenen Massstäben zu messen und zu kartieren – von einzelnen Bäumen bis hin zu ganzen Artengemeinschaften. Die neue Methode ebnet den Weg, um zukünftig die globale Pflanzendiversität aus der Luft und aus dem All zu überwachen.

Ökologische Studien zeigen, dass die Pflanzenvielfalt zentral ist für das Funktionieren von Ökosys-temen. Wälder mit einer höheren funktionalen Vielfalt –...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Technologievorsprung durch Textiltechnik

17.11.2017 | Veranstaltungen

Roboter für ein gesundes Altern: „European Robotics Week 2017“ an der Frankfurt UAS

17.11.2017 | Veranstaltungen

Börse für Zukunftstechnologien – Leichtbautag Stade bringt Unternehmen branchenübergreifend zusammen

17.11.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Technologievorsprung durch Textiltechnik

17.11.2017 | Veranstaltungsnachrichten

IHP präsentiert sich auf der productronica 2017

17.11.2017 | Messenachrichten

Roboter schafft den Salto rückwärts

17.11.2017 | Innovative Produkte