Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Fruchtfliegen riechen indirekt Antioxidantien

27.01.2015

Antioxidantien sind natürliche Nahrungsinhaltsstoffe, die Körperzellen vor gefährlichen Einflüssen schützen. Ihre Aufgabe ist es insbesondere, sogenannte freie Radikale zu neutralisieren, die meist durch Oxidation entstehen und für die Degeneration von Zellen verantwortlich gemacht werden. 

Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für chemische Ökologie in Jena und der Universität Lund in Schweden konnten zeigen, dass Essigfliegen die Anwesenheit dieser Schutzstoffe riechen und aufspüren können. Düfte, die durch den mikrobiellen Abbau dieser Nahrungsinhaltstoffe entstehen, locken die Fliegen an, steigern ihren Appetit und lösen bei den Weibchen die Eiablage aus.


Essigfliegen (Drosophila melanogaster) auf einer überreifen Kirsche

Anna Schroll


Hany Dweck stimuliert die Riechsinneszellen von Fruchfliegen mit Düften und zeichnet die Reaktionen einzelner Geruchssensillen auf den Antennen der Insekten auf.

Anna Schroll

Hydroxyzimtsäuren sind sekundäre Pflanzenstoffe und gehören zu den wichtigsten natürlichen Antioxidantien in der Nahrung. Für Tiere, aber auch für uns Menschen sind Antioxidantien unverzichtbare Nahrungsbestandteile, denn sie schützen die Zellen und stärken das Immunsystem.

Sie verhindern insbesondere die Entstehung zu vieler freier Radikaler, zumeist Sauerstoffverbindungen, und somit eine Stoffwechsellage, die allgemein als oxidativer Stress bezeichnet wird. Leidet ein Organismus unter oxidativem Stress, können freie Radikale seine Zellen angreifen und die Krankheitsanfälligkeit erhöhen. In Fruchtfliegen entsteht oxidativer Stress beispielsweise, wenn das Insekt auf Giftstoffe durch schädliche Mikroorganismen in der Nahrung reagieren muss.

Hydroxyzimtsäuren sind vor allem in Früchten zu finden. Da Früchte der bevorzugte Ort für die Eiablage von Fruchtfliegen sind, haben Wissenschaftler der Abteilung Evolutionäre Neuroethologie am Max-Planck-Institut für chemische Ökologie in Jena diese Substanzen und ihre mögliche Wirkung auf die Fliegen genauer unter die Lupe genommen.

Fruchtfliegen können Hydroxyzimtsäuren nicht direkt riechen. Durch die Aktivität von Hefen werden die Antioxidantien allerdings verstoffwechselt und es entstehen Ethylphenole. Diese flüchtigen Substanzen aktivieren gezielt Geruchsneurone, die sich auf Mundwerkzeugen der Fruchtfliegen, den sogenannten Maxillen, befinden und den Geruchsrezeptor Or71a produzieren.

Fliegenlarven, die ebenfalls von Hydroxyzimtsäuren enthaltenden Hefen angelockt werden und die dafür Ethylphenole als duftende Hinweise nutzen, besitzen dagegen einen anderen Geruchsrezeptor, der die Ethylphenole bindet: Or94b, ein Rezeptor, der ausschließlich in Larven anzutreffen ist und zusammen mit Or94a aktiviert wird, der einen gewöhnlichen Hefeduft bindet. Obwohl die Fliegen Antioxidantien nicht direkt riechen können, sind Ethylphenole verlässliche Hinweise auf die Anwesenheit auf diese schützenden Stoffe in der Nahrung.

Die Wahrnehmung dieser Duftsignale wirkt sich direkt auf das Verhalten der Fliegen aus: Sie werden von den Duftquellen angelockt, nehmen vermehrt Nahrung auf und legen dort ihre Eier dort ab, wo Ethylphenole die Anwesenheit gesunder Antioxidantien anzeigen.

„Diese Form von stellvertretender Duftwahrnehmung ist kein Phänomen, das ausschließlich bei Insekten anzutreffen ist. Auch bei Menschen sind Düfte, die als angenehm oder lecker wahrgenommen werden, in der Tat wertvolle Hinweise auf gesunde oder gar lebensnotwendige Nahrungsinhaltstoffe, wie zum Beispiel essenzielle Aminosäuren, Fettsäuren und Vitamine“, erläutert Marcus Stensmyr, der die Untersuchungen in der Abteilung Evolutionäre Neuroethologie geleitet hat und jetzt an der Universität Lund forscht.

Die Ergebnisse sind ein weiteres Beispiel für einzelne Nervenleitungen, die vom Duftsignal über die Geruchsneurone und spezialisierte Rezeptoren einen grundlegenden Effekt auf das Verhalten der Fliegen haben (siehe auch unsere Pressemitteilung vom 7. Dezember 2012 „Direktschaltung im Fruchtfliegenhirn: STOPP, diese Nahrung ist verdorben − Duftstoff Geosmin von toxischen Mikroorganismen löst unbedingten Fluchtreflex aus“: http://www.ice.mpg.de/ext/971.html?&L=1).

Die Nervenschaltung für Ethylphenole als Stellvertreter für wichtige Antioxidantien in der Nahrung zeigt eine weitere Facette des komplexen geruchsgesteuerten Verhaltens von Fruchtfliegen. Die Wissenschaftler werden jetzt versuchen, weitere solche Riechbahnen zu identifizieren, die an der Aufspürung wichtiger Nahrungsbestandteile beteiligt sind und letztendlich Verhalten auslösen. [AO]

Originalveröffentlichung:
Dweck, H., Ebrahim, S. A. M., Farhan, A., Hansson, B. S., Stensmyr, M. C. (2015). Olfactory proxy detection of dietary antioxidants in Drosophila. Current Biology, DOI: 10.1016/j.cub.2014.11.062
http://dx.doi.org/10.1016/j.cub.2014.11.062

Weitere Informationen:
Prof. Dr. Bill S. Hansson, Max-Planck-Institut für chemische Ökologie, hansson@ice.mpg.de
Dr. Marcus C. Stensmyr, Department of Biology, Lund University, marcus.stensmyr@biol.lu.se

Kontakt und Bildanfragen:
Angela Overmeyer M.A., Max-Planck-Institut für chemische Ökologie, Hans-Knöll-Str. 8, 07743 Jena, +49 3641 57-2110, E-Mail 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/1183.html?&L=1

Angela Overmeyer | Max-Planck-Institut für chemische Ökologie

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Auf der molekularen Streckbank
24.02.2017 | Technische Universität München

nachricht Sicherungskopie im Zentralhirn: Wie Fruchtfliegen ein Ortsgedächtnis bilden
24.02.2017 | Johannes Gutenberg-Universität Mainz

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: „Vernetzte Autonome Systeme“ von acatech und DFKI auf der CeBIT

Auf der IT-Messe CeBIT vom 20. bis 24. März präsentieren acatech – Deutsche Akademie der Technikwissenschaften und das Deutsche Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI) in Kooperation mit der Deutschen Messe AG vernetzte Autonome Systeme. In Halle 12 am Stand B 63 erwarten die Besucherinnen und Besucher unter anderem Roboter, die Hand in Hand mit Menschen zusammenarbeiten oder die selbstständig gefährliche Umgebungen erkunden.

Auf der IT-Messe CeBIT vom 20. bis 24. März präsentieren acatech – Deutsche Akademie der Technikwissenschaften und das Deutsche Forschungszentrum für...

Im Focus: Kühler Zwerg und die sieben Planeten

Erdgroße Planeten mit gemäßigtem Klima in System mit ungewöhnlich vielen Planeten entdeckt

In einer Entfernung von nur 40 Lichtjahren haben Astronomen ein System aus sieben erdgroßen Planeten entdeckt. Alle Planeten wurden unter Verwendung von boden-...

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...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Aufbruch: Forschungsmethoden in einer personalisierten Medizin

24.02.2017 | Veranstaltungen

Österreich erzeugt erstmals Erdgas aus Sonnen- und Windenergie

24.02.2017 | Veranstaltungen

Big Data Centrum Ostbayern-Südböhmen startet Veranstaltungsreihe

23.02.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Fraunhofer HHI auf dem Mobile World Congress mit VR- und 5G-Technologien

24.02.2017 | Messenachrichten

MWC 2017: 5G-Hauptstadt Berlin

24.02.2017 | Messenachrichten

Auf der molekularen Streckbank

24.02.2017 | Biowissenschaften Chemie