Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Die ersten Insekten konnten noch nicht richtig riechen

27.03.2014

Geruchsrezeptoren in der Art moderner Insekten sind in der Evolution lange nach der Besiedelung des Festlands entstanden.

Der Geruchssinn ist für Insekten überlebenswichtig. Nur wenn sie kleinste Spuren chemischer Signale wahrnehmen, können sie ihre Nahrung finden, mit Artgenossen kommunizieren und sich vor Fressfeinden schützen.


Felsenspringer Lepismachilis y-signata.

Alexander Schneeberg


Ofenfischchen Thermobia domestica

Sascha Bucks / Max-Planck-Institut für chemische Ökologie

Wissenschaftlern am Max-Planck-Institut für chemische Ökologie in Jena zufolge haben sich viele Proteine zur sensiblen Wahrnehmung von Gerüchen bei Insekten trotzdem erst relativ spät entwickelt. Das komplexere Geruchssystem moderner Insekten ist demnach nicht wie ursprünglich angenommen eine Anpassung an ein Leben außerhalb des Wassers.

Vielmehr fand die Entstehung der hochsensiblen Geruchswahrnehmung zu einem späteren Zeitpunkt in der Evolution von Insekten statt, vermutlich als Insekten das Fliegen lernten. Die Ergebnisse wurden jetzt in der Open Access Zeitschrift eLife veröffentlicht. (eLife,
26. März 2014, doi: 10.7554/elife.02115)

Viele Insektenarten nutzten drei Familien von Rezeptorproteinen, um die vielen unterschiedliche Gerüche in ihrer Umgebung wahrzunehmen.

Dazu zählen die Odorant-Rezeptoren. Sie bilden einen funktionellen Komplex mit einem anderen Protein, dem sogenannten Odorant-Rezeptor-Co-Rezeptor, der den Insekten eine hochempfindliche und schnelle Wahrnehmung von Umgebungsdüften ermöglicht.

Krebse und Insekten stammen von denselben Vorfahren ab. Da Krebse keine Odorant-Rezeptoren haben, gingen Wissenschaftler bislang immer davon aus, dass sich diese Rezeptoren im Zuge das Landgangs früher Insekten entwickelt haben.

Diese These basiert auch auf der Annahme, dass für die Vorfahren der heutigen Insekten die Fähigkeit überlebenswichtig war, Duftmoleküle in der Luft und nicht mehr in Wasser aufgelöst wahrzunehmen.

Bisherige Forschungsarbeiten zu Geruchsrezeptoren von Insekten haben sich auf geflügelte Insekten konzentriert. Wissenschaftler um Ewald Große-Wilde und Bill Hansson aus der Abteilung Evolutionäre Neuroethologie am Max-Planck-Institut für chemische Ökologie haben jetzt die Geruchswahrnehmung von evolutionsgeschichtlich älteren, flügellosen Insekten genauer unter die Lupe genommen: des Felsenspingers Lepismachilis y-signata und des ebenfalls ungeflügelte Ofenfischchens Thermobia domestica sowie des Wandelnden Blatts Phyllium siccifolium, das zu den geflügelten Insekten zählt.

Da alle drei untersuchten Insektenarten zu unterschiedlichen Zeiten in der Evolutionsgeschichte der Insekten entstanden sind, wollten die Forscher Rückschlüsse auf den Zeitpunkt der Entstehung von Geruchsrezeptoren ziehen.

Christine Mißbach, Erstautorin der Studie, hat die aktiven Gene in den Insektenantennen, auf denen die Geruchsrezptoren sitzen, analysiert.

„Das Ofenfischchen, das am engsten mit den fliegenden Insekten verwandt ist, besitzt erstaunlicherweise verschiedene Co-Rezeptoren, während die Odorant-Rezeptoren selbst fehlen“, stellte sie überrascht fest. Im Felsenspringer dagegen haben die Forscher keinerlei Hinweise auf ein Geruchssystem gefunden, das auf Odorant-Rezeptoren basiert.

„Die für den Geruchssinn moderner Insekten wichtige Rezeptorenfamilie ist demnach nicht im Zuge des Landgangs entstanden, sondern weit später in der Evolution“, fasst Ewald Grosse-Wilde die Ergebnisse zusammen.

Die Forscher glauben, dass die eigentlichen Odorantrezeptoren sich wohl unabhängig vom Co-Rezeptor entwickelten, und zwar lange nachdem die Insekten vom Leben im Wasser auf ein Leben an Land übergegangen waren. In weiteren Untersuchungen wollen die Wissenschaftler jetzt herausfinden, warum in manchen Arten nur Co-Rezeptoren vorkommen und welche Funktion sie haben. [AO]

Originalveröffentlichung:
Missbach, C., Dweck, H., Vogel, H., Vilcinskas, A., Stensmyr, M. C., Hansson, B. S., Grosse-Wilde, E. (2014). Evolution of insect olfactory receptors. eLife, doi:10.7554/elife.02115.
http://elife.elifesciences.org/content/3/e02115

Weitere Informationen:
Dr. Ewald Große-Wilde, Max-Planck-Institut für chemische Ökologie, E-Mail grosse-wilde@ice.mpg.de

Kontakt und Bildanfragen
Angela Overmeyer M.A., MPI für chemische Ökologie, Hans-Knöll-Str. 8, 07743 Jena, +49 3641 57-2110, overmeyer@ice.mpg.de

Download von hochaufgelösten Fotos über http://www.ice.mpg.de/ext/735.html

Weitere Informationen:

http://www.ice.mpg.de/ext/1065.html?&L=1

Angela Overmeyer | Max-Planck-Institut

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Möglicher Zell-Therapieansatz gegen Zytomegalie
22.02.2017 | Medizinische Hochschule Hannover

nachricht Erster Atemzug prägt Immunsystem nachhaltig
22.02.2017 | CeMM Forschungszentrum für Molekulare Medizin der Österreichischen Akademie der Wissenschaften

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: Mehr Sicherheit für Flugzeuge

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem totalen Triebwerksausfall zum Einsatz kommt, um den Piloten ein sicheres Gleiten zu einem Notlandeplatz zu ermöglichen, und ein Assistenzsystem für Segelflieger, das ihnen das Erreichen größerer Höhen erleichtert. Präsentiert werden sie von Prof. Dr.-Ing. Wolfram Schiffmann auf der Internationalen Fachmesse für Allgemeine Luftfahrt AERO vom 5. bis 8. April in Friedrichshafen.

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem...

Im Focus: HIGH-TOOL unterstützt Verkehrsplanung in Europa

Forschung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) unterstützt die Europäische Kommission bei der Verkehrsplanung: Anhand des neuen Modells HIGH-TOOL lässt sich bewerten, wie verkehrspolitische Maßnahmen langfristig auf Wirtschaft, Gesellschaft und Umwelt wirken. HIGH-TOOL ist ein frei zugängliches Modell mit Modulen für Demografie, Wirtschaft und Ressourcen, Fahrzeugbestand, Nachfrage im Personen- und Güterverkehr sowie Umwelt und Sicherheit. An dem nun erfolgreich abgeschlossenen EU-Projekt unter der Koordination des KIT waren acht Partner aus fünf Ländern beteiligt.

Forschung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) unterstützt die Europäische Kommission bei der Verkehrsplanung: Anhand des neuen Modells HIGH-TOOL lässt...

Im Focus: Zinn in der Photodiode: nächster Schritt zur optischen On-Chip-Datenübertragung

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silizium und Germanium allein – die stoffliche Basis der Chip-Produktion – sind als Lichtquelle kaum geeignet. Jülicher Physiker haben nun gemeinsam mit internationalen Partnern eine Diode vorgestellt, die neben Silizium und Germanium zusätzlich Zinn enthält, um die optischen Eigenschaften zu verbessern. Das Besondere daran: Da alle Elemente der vierten Hauptgruppe angehören, sind sie mit der bestehenden Silizium-Technologie voll kompatibel.

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silizium und Germanium...

Im Focus: Innovative Antikörper für die Tumortherapie

Immuntherapie mit Antikörpern stellt heute für viele Krebspatienten einen Erfolg versprechenden Ansatz dar. Weil aber längst nicht alle Patienten nachhaltig von diesen teuren Medikamenten profitieren, wird intensiv an deren Verbesserung gearbeitet. Forschern um Prof. Thomas Valerius an der Christian Albrechts Universität Kiel gelang es nun, innovative Antikörper mit verbesserter Wirkung zu entwickeln.

Immuntherapie mit Antikörpern stellt heute für viele Krebspatienten einen Erfolg versprechenden Ansatz dar. Weil aber längst nicht alle Patienten nachhaltig...

Im Focus: Durchbruch mit einer Kette aus Goldatomen

Einem internationalen Physikerteam mit Konstanzer Beteiligung gelang im Bereich der Nanophysik ein entscheidender Durchbruch zum besseren Verständnis des Wärmetransportes

Einem internationalen Physikerteam mit Konstanzer Beteiligung gelang im Bereich der Nanophysik ein entscheidender Durchbruch zum besseren Verständnis des...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

6. Internationale Fachkonferenz „InnoTesting“ am 23. und 24. Februar 2017 in Wildau

22.02.2017 | Veranstaltungen

Wunderwelt der Mikroben

22.02.2017 | Veranstaltungen

Der Lkw der Zukunft kommt ohne Fahrer aus

21.02.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Ursache für eine erbliche Muskelerkrankung entdeckt

22.02.2017 | Medizin Gesundheit

Möglicher Zell-Therapieansatz gegen Zytomegalie

22.02.2017 | Biowissenschaften Chemie

Meeresforschung in Echtzeit verfolgen

22.02.2017 | Geowissenschaften