Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Fruchtfliegen lieben anders

08.02.2005


Männliche Fruchtfliegen übertragen beim Geschlechtsverkehr nicht nur Spermien, sondern auch den Wirkstoff "Sexpeptid", der das Fortpflanzungsverhalten der Weibchen verändert. Fortpflanzungsbiologen der Universität Zürich haben die Übertragung des Wirkstoffs genauer untersucht. Ihre Ergebnisse werden heute in der Zeitschrift "Current Biology" veröffentlicht. Die Wirkungen von Sexpeptid finden sich nicht nur bei Fruchtfliegen, sondern in ähnlicher Form bei praktisch allen höheren Insekten. Deshalb könnten sich in Zukunft auch praktische Anwendungen bei Landwirtschaftsschädlingen und Krankheitsüberträgern (Malaria, Schlafkrankheit usw.) ergeben.


Modell für Forschung in der Fortpflanzungsbiologie: Bei der Fruchtfliege (Drosophila melanogaster) löst das Männchen durch "Sexpeptide" beim Weibchen Begattungsreaktionen aus. Bild: Internet


Laborversuch: Drosophila Weibchen zeigen die typischen Begattungsreaktionen nur während ein bis zwei Tagen, wenn Sexpeptid eingespritzt wird, ohne dass gleichzeitig Spermien anwesend sind. Bild: Universität Zürich



Fruchtfliegen (Drosophila melanogaster ) werden 50 bis 60 Tage alt. Ein Weibchen hat in dieser Zeit vier bis fünf Geschlechtspartner. Ungefragt wird ihm dabei von den Männchen neben Sperma auch ein Wirkstoff mitgeliefert, der dazu führt, dass die Produktion von Eizellen angekurbelt wird und das Interesse an Geschlechtsverkehr mit anderen Männchen sinkt.



"Sexpeptid" nennen die Wissenschaftler das kleine Protein, das diese wundersame Wirkung zu erzielen vermag. Entdeckt wurde es in den 1970er Jahren von Professsor Eric Kubli von der Abteilung Reproduktionsbiologie am Zoologischen Institut der Universität Zürich. Es zeigte sich, dass die Wirkungen von Sexpeptid nicht nur bei Fruchtfliegen, sondern in ähnlicher Form bei praktisch allen höheren Insekten zu finden sind.

Nicht zuletzt weil die Fortpflanzungsbiologie von Insekten auch von praktischem Interesse ist - Insekten übertragen Krankheiten (Schlafkrankheit, Malaria usw.) und richten Schäden in der Landwirtschaft an - wurde das Sexpeptid weiter untersucht. Dabei spielten vor allem evolutionsbiologische Fragen eine grosse Rolle.

Professor Eric Kubli: "Nichts in der Biologie macht Sinn, wenn es nicht im Lichte der Evolution betrachtet wird." Die Wirkungen von Sexpeptid machen diesbezüglich durchaus Sinn: Es ist ökonomisch, dass die Weibchen vor allem dann Eier produzieren, wenn Spermien verfügbar sind und es ist im Interesse des Weibchens, nach der Begattung in den Nachwuchs zu investieren, anstatt weitere Kopulationen zu haben. Für die Männchen sieht es in diesem Punkt etwas anders aus: sie möchten möglichst viele Weibchen begatten.

Sozusagen als Kompromiss zwischen den unterschiedlichen Interessen hält die Wirkung des Sexpeptids nur rund eine Woche an, dann wird das Protein in der Hämolymphe, dem Blut der Insekten, abgebaut und die Weibchen verhalten sich wieder "jungfräulich".
In Experimenten zeigte sich zudem: Sofern zwar Sexpeptid, nicht aber gleichzeigtig auch Sperma anwesend ist, hält die Wirkung nur ein bis zwei Tage an. Dies führte die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler am Zoologischen Institut zur Hypothese, dass Sexpeptid an Spermien gebunden übertragen wird.

Diese Hypothese konnte nun bestätigt und diese Bindung auch näher beschrieben werden. Dabei zeigte sich, dass Sexpeptid-Protein aus einem Teil besteht, der effektiv für die beobachteten Reaktionen verantwortlich ist (funktioneller Teil= C-Term) und dem ans Spermium bindenden Teil (N-Term).

Sexpeptid bindet sich in erster Linie an den Schwanz der Spermien. Der funktionelle Teil wird abgespalten und geht in die Hämolyphe über, um in den "Zielorganen" seine Wirkung zu entfalten. Der C-Term verbleibt im Spermium und verhindert dort eine weitere Bindung von Sexpeptid.

Die Bindung an Spermien hat für die Männchen den Vorteil, dass das Sexpeptid länger im Genitaltrakt der Weibchen verbleibt, wo es weniger schnell abgebaut wird als in der Hämolymphe.

Mit dem Nachweis der Bindung an die Schwänze der Spermien kann möglicherweise ein weiteres Phänomen erklärt werden: Die Spermien bei Drosophila melanogaster sind erstaunlicherweise in etwa gleich lang wie der gesamte Körper der Tiere, bei anderen Arten von Drosophila ist das Spermium sogar 20 mal länger als der Körper. Warum? Eric Kubli: "Das Sexpeptid ist ein evolutionärer Vorteil für die Männchen. Dessen Wirkung ist umso grösser, je mehr Sexpeptid übertragen werden kann. Da das Sexpeptid an den Schwanz der Spermien bindet, sind lange Spermienschwänze von Vorteil. So entstand ein Selektionsdruck zu langen Spermienschwänzen."

Die weitere Forschung wird sich unter anderem den Rezeptoren in den Zielorganen des Sexpeptids zuwenden. Allerdings bald ohne Professor Kubli, der Ende August 2005 in Pension gehen wird. Nach 35 Jahren Forschungstätigkeit wird er sich dann vor allem der von ihm mitbegründeten "Schweizerischen Studienstiftung" widmen: "Es ist aber erfreulich zu sehen, dass unterdessen auch Labors an anderen Universitäten für die Sexpeptide zu interessieren begonnen haben."

Katharina Furrer | idw
Weitere Informationen:
http://www.unizh.ch/

Weitere Berichte zu: Fruchtfliege Insekt Männchen Sexpeptid Spermien Weibchen

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Eine Karte der Zellkraftwerke
18.08.2017 | Albert-Ludwigs-Universität Freiburg im Breisgau

nachricht Chronische Infektionen aushebeln: Ein neuer Wirkstoff auf dem Weg in die Entwicklung
18.08.2017 | Deutsches Zentrum für Infektionsforschung

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: Unterwasserroboter soll nach einem Jahr in der arktischen Tiefsee auftauchen

Am Dienstag, den 22. August wird das Forschungsschiff Polarstern im norwegischen Tromsø zu einer besonderen Expedition in die Arktis starten: Der autonome Unterwasserroboter TRAMPER soll nach einem Jahr Einsatzzeit am arktischen Tiefseeboden auftauchen. Dieses Gerät und weitere robotische Systeme, die Tiefsee- und Weltraumforscher im Rahmen der Helmholtz-Allianz ROBEX gemeinsam entwickelt haben, werden nun knapp drei Wochen lang unter Realbedingungen getestet. ROBEX hat das Ziel, neue Technologien für die Erkundung schwer erreichbarer Gebiete mit extremen Umweltbedingungen zu entwickeln.

„Auftauchen wird der TRAMPER“, sagt Dr. Frank Wenzhöfer vom Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI) selbstbewusst. Der...

Im Focus: Mit Barcodes der Zellentwicklung auf der Spur

Darüber, wie sich Blutzellen entwickeln, existieren verschiedene Auffassungen – sie basieren jedoch fast ausschließlich auf Experimenten, die lediglich Momentaufnahmen widerspiegeln. Wissenschaftler des Deutschen Krebsforschungszentrums stellen nun im Fachjournal Nature eine neue Technik vor, mit der sich das Geschehen dynamisch erfassen lässt: Mithilfe eines „Zufallsgenerators“ versehen sie Blutstammzellen mit genetischen Barcodes und können so verfolgen, welche Zelltypen aus der Stammzelle hervorgehen. Diese Technik erlaubt künftig völlig neue Einblicke in die Entwicklung unterschiedlicher Gewebe sowie in die Krebsentstehung.

Wie entsteht die Vielzahl verschiedener Zelltypen im Blut? Diese Frage beschäftigt Wissenschaftler schon lange. Nach der klassischen Vorstellung fächern sich...

Im Focus: Fizzy soda water could be key to clean manufacture of flat wonder material: Graphene

Whether you call it effervescent, fizzy, or sparkling, carbonated water is making a comeback as a beverage. Aside from quenching thirst, researchers at the University of Illinois at Urbana-Champaign have discovered a new use for these "bubbly" concoctions that will have major impact on the manufacturer of the world's thinnest, flattest, and one most useful materials -- graphene.

As graphene's popularity grows as an advanced "wonder" material, the speed and quality at which it can be manufactured will be paramount. With that in mind,...

Im Focus: Forscher entwickeln maisförmigen Arzneimittel-Transporter zum Inhalieren

Er sieht aus wie ein Maiskolben, ist winzig wie ein Bakterium und kann einen Wirkstoff direkt in die Lungenzellen liefern: Das zylinderförmige Vehikel für Arzneistoffe, das Pharmazeuten der Universität des Saarlandes entwickelt haben, kann inhaliert werden. Professor Marc Schneider und sein Team machen sich dabei die körpereigene Abwehr zunutze: Makrophagen, die Fresszellen des Immunsystems, fressen den gesundheitlich unbedenklichen „Nano-Mais“ und setzen dabei den in ihm enthaltenen Wirkstoff frei. Bei ihrer Forschung arbeiteten die Pharmazeuten mit Forschern der Medizinischen Fakultät der Saar-Uni, des Leibniz-Instituts für Neue Materialien und der Universität Marburg zusammen Ihre Forschungsergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler in der Fachzeitschrift Advanced Healthcare Materials. DOI: 10.1002/adhm.201700478

Ein Medikament wirkt nur, wenn es dort ankommt, wo es wirken soll. Wird ein Mittel inhaliert, muss der Wirkstoff in der Lunge zuerst die Hindernisse...

Im Focus: Exotische Quantenzustände: Physiker erzeugen erstmals optische „Töpfe" für ein Super-Photon

Physikern der Universität Bonn ist es gelungen, optische Mulden und komplexere Muster zu erzeugen, in die das Licht eines Bose-Einstein-Kondensates fließt. Die Herstellung solch sehr verlustarmer Strukturen für Licht ist eine Voraussetzung für komplexe Schaltkreise für Licht, beispielsweise für die Quanteninformationsverarbeitung einer neuen Computergeneration. Die Wissenschaftler stellen nun ihre Ergebnisse im Fachjournal „Nature Photonics“ vor.

Lichtteilchen (Photonen) kommen als winzige, unteilbare Portionen vor. Viele Tausend dieser Licht-Portionen lassen sich zu einem einzigen Super-Photon...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

European Conference on Eye Movements: Internationale Tagung an der Bergischen Universität Wuppertal

18.08.2017 | Veranstaltungen

Einblicke ins menschliche Denken

17.08.2017 | Veranstaltungen

Eröffnung der INC.worX-Erlebniswelt während der Technologie- und Innovationsmanagement-Tagung 2017

16.08.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Eine Karte der Zellkraftwerke

18.08.2017 | Biowissenschaften Chemie

Chronische Infektionen aushebeln: Ein neuer Wirkstoff auf dem Weg in die Entwicklung

18.08.2017 | Biowissenschaften Chemie

Computer mit Köpfchen

18.08.2017 | Informationstechnologie