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 Designerviren stacheln Immunabwehr gegen Krebszellen an
26.05.2017 | Universität Basel

nachricht Wachstumsmechanismus der Pilze entschlüsselt
26.05.2017 | Karlsruher Institut für Technologie

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: Lässt sich mit Boten-RNA das Immunsystem gegen Staphylococcus aureus scharf schalten?

Staphylococcus aureus ist aufgrund häufiger Resistenzen gegenüber vielen Antibiotika ein gefürchteter Erreger (MRSA) insbesondere bei Krankenhaus-Infektionen. Forscher des Paul-Ehrlich-Instituts haben immunologische Prozesse identifiziert, die eine erfolgreiche körpereigene, gegen den Erreger gerichtete Abwehr verhindern. Die Forscher konnten zeigen, dass sich durch Übertragung von Protein oder Boten-RNA (mRNA, messenger RNA) des Erregers auf Immunzellen die Immunantwort in Richtung einer aktiven Erregerabwehr verschieben lässt. Dies könnte für die Entwicklung eines wirksamen Impfstoffs bedeutsam sein. Darüber berichtet PLOS Pathogens in seiner Online-Ausgabe vom 25.05.2017.

Staphylococcus aureus (S. aureus) ist ein Bakterium, das bei weit über der Hälfte der Erwachsenen Haut und Schleimhäute besiedelt und dabei normalerweise keine...

Im Focus: Can the immune system be boosted against Staphylococcus aureus by delivery of messenger RNA?

Staphylococcus aureus is a feared pathogen (MRSA, multi-resistant S. aureus) due to frequent resistances against many antibiotics, especially in hospital infections. Researchers at the Paul-Ehrlich-Institut have identified immunological processes that prevent a successful immune response directed against the pathogenic agent. The delivery of bacterial proteins with RNA adjuvant or messenger RNA (mRNA) into immune cells allows the re-direction of the immune response towards an active defense against S. aureus. This could be of significant importance for the development of an effective vaccine. PLOS Pathogens has published these research results online on 25 May 2017.

Staphylococcus aureus (S. aureus) is a bacterium that colonizes by far more than half of the skin and the mucosa of adults, usually without causing infections....

Im Focus: Orientierungslauf im Mikrokosmos

Physiker der Universität Würzburg können auf Knopfdruck einzelne Lichtteilchen erzeugen, die einander ähneln wie ein Ei dem anderen. Zwei neue Studien zeigen nun, welches Potenzial diese Methode hat.

Der Quantencomputer beflügelt seit Jahrzehnten die Phantasie der Wissenschaftler: Er beruht auf grundlegend anderen Phänomenen als ein herkömmlicher Rechner....

Im Focus: A quantum walk of photons

Physicists from the University of Würzburg are capable of generating identical looking single light particles at the push of a button. Two new studies now demonstrate the potential this method holds.

The quantum computer has fuelled the imagination of scientists for decades: It is based on fundamentally different phenomena than a conventional computer....

Im Focus: Tumult im trägen Elektronen-Dasein

Ein internationales Team von Physikern hat erstmals das Streuverhalten von Elektronen in einem nichtleitenden Material direkt beobachtet. Ihre Erkenntnisse könnten der Strahlungsmedizin zu Gute kommen.

Elektronen in nichtleitenden Materialien könnte man Trägheit nachsagen. In der Regel bleiben sie an ihren Plätzen, tief im Inneren eines solchen Atomverbunds....

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Meeresschutz im Fokus: Das IASS auf der UN-Ozean-Konferenz in New York vom 5.-9. Juni

24.05.2017 | Veranstaltungen

Diabetes Kongress in Hamburg beginnt heute: Rund 6000 Teilnehmer werden erwartet

24.05.2017 | Veranstaltungen

Wissensbuffet: „All you can eat – and learn”

24.05.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

DFG fördert 15 neue Sonderforschungsbereiche (SFB)

26.05.2017 | Förderungen Preise

Lässt sich mit Boten-RNA das Immunsystem gegen Staphylococcus aureus scharf schalten?

26.05.2017 | Biowissenschaften Chemie

Unglaublich formbar: Lesen lernen krempelt Gehirn selbst bei Erwachsenen tiefgreifend um

26.05.2017 | Gesellschaftswissenschaften