Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Gegensätze können sich gut riechen: Eigengeruch des Grillenweibchens bestimmt Partnerwahl

12.12.2014

Wie können Grillenweibchen Inzucht vermeiden? Diese Frage beantworten Ulmer Wissenschaftlerinnen in einem Fachbeitrag in "Current Biology".

Sie haben gezeigt, dass Grillenweibchen ihren Eigengeruch ständig mit dem Duft eines potentiellen Partners abgleichen. Für die Fortpflanzung wählen sie dann Männchen, die möglichst verschieden riechen. Der individuelle Geruch gibt nämlich unter anderem Auskunft über die Familienzugehörigkeit. In einem komplexen Experiment, bei dem der Eigengeruch von Weibchen manipuliert wurde, fanden die Biologinnen Belege für die so genannte chemosensorische Selbstreferenz.


Bei der Paarung übertragen Grillenweibchen ihre „Signatur“ auf das Männchen

Foto: Prof. Scott Sakaluk

Auf den ersten Blick scheint eine Grille der anderen zu gleichen. Deshalb haben die Insekten zuverlässige Mechanismen entwickelt, um Verwandte zu erkennen und so Inzucht zu vermeiden. Wie sie dabei vorgehen, war bisher nicht klar.

Jetzt hat eine Gruppe um die Ulmer Biologinnen Dr. Sandra Steiger und Alexandra Capodeanu-Nägler gezeigt, dass Grillenweibchen ihren Eigengeruch ständig mit dem Duft potentieller Partner abgleichen. Aus früheren Studien ist nämlich bekannt, dass weibliche Insekten Männchen, die besonders verschieden riechen, und mit denen sie noch nicht kopuliert haben, bevorzugen.

In ihrem Fachbeitrag im renommierten Journal „Current Biology“ weisen die Wissenschaftler also erstmals nach, dass nicht nur der Körpergeruch des paarungsbereiten Männchens, sondern auch der Duft des wählenden Weibchens bedeutend ist.

Wollen Menschen ihr Aussehen überprüfen, genügt ein Blick in den Spiegel. Aber woher kennen Grillen ihren Phänotyp („sichtbare Ausprägung des Erbguts“) und wie können sie erfassen, ob ihnen ein möglicher Partner ähnelt? Vermutungen reichen von einem Vergleich des Artgenossen mit Merkmalen der Mutter bis zu einer Gegenüberstellung mit dem eigenen Phänotyp – wobei fraglich ist, ob sich die Insekten auf eine einmal abgespeicherte „Schablone“ verlassen, oder ihr Selbstbild stets erneuern.

Womöglich spielt die visuelle Wahrnehmung bei der Partnerwahl ohnehin eine untergeordnete Rolle und die Grillen verlassen sich auf ihren Hör- oder Geruchssinn. „Es gibt starke Hinweise darauf, dass chemosensorische Selbstreferenzmechanismen existieren, die Insektenweibchen also ihren ureigenen Geruch nutzen, um genetisch passende Männchen zu finden“, erklärt Dr. Sandra Steiger, Habilitandin am Ulmer Institut für experimentelle Ökologie.

Zum Hintergrund: Bei vielen Insekten verströmt die äußerste Hautschicht einen individuellen Geruch, der auf genetische Eigenschaften, Alter und Familienzugehörigkeit schließen lässt. Diese „Signatur“ übertragen Grillen bei der Kopulation auf das Männchen. Mit ihrem Riechorgan können sie also nicht nur enge Verwandte, sondern auch frühere Partner identifizieren und gegebenenfalls meiden.

Welche Rolle der aktuelle weibliche Eigengeruch von Kurzflügelgrillen bei der Partnerwahl spielt, wollten die Forscher im Experiment überprüfen. Dazu hat die damalige Masterstudentin Alexandra Capodeanu-Nägler Untersuchungen mit seltenen Inzuchtlinien durchgeführt.

Die Besonderheit: Innerhalb einer Linie sind die Geruchsprofile der Grillen sehr ähnlich, demgegenüber variieren die Linien untereinander recht stark. „Wir haben die Signatur der Linie B gewonnen und auf den Körper von Weibchen aus der Linie C aufgetragen, ihren Eigengeruch also manipuliert. Im Vergleich mit einer Kontrollgruppe wollten wir so herausfinden, ob sich die Grillen bei der Partnerwahl auf ihren aktuellen oder auf einen einmal im Gedächtnis abgespeicherten Geruch verlassen“, erklärt Capodeanu-Nägler.

In einem zweiten Schritt hat sie weiblichen Grillen aus beiden Inzuchtlinien zwei Männchen zugeführt. Mit einem Kandidaten hatten sich die Weibchen der Linie C bereits gepaart. Das zweite Männchen war den Insekten unbekannt, hatte aber bereits mit einer Vertreterin der Linie B kopuliert – deren Signatur den C-Weibchen ja aufgetragen worden war. Und tatsächlich erkannten die Grillen (Linie C) ihren ehemaligen Partner nicht wieder, es kam erneut zur Kopulation. Demgegenüber wurde das Männchen mit der B-Signatur verschmäht.

Offenbar versichern sich die Insekten also ständig ihres Geruchs und richten ihr Verhalten dementsprechend aus – was auch die Kontrollgruppe bestätigte“, so die Biologinnen. Eine frühe Prägung durch Verwandte oder gar ein abgespeichertes, starres Selbstbild scheiden als Erklärung für die Selbstreferenz bei der Partnerwahl aus.

Das Experiment, das stundenlange Beobachtungen bei Infrarotlicht und hohen Temperaturen nötig machte, zeigt zusammenfassend: Grillen nutzen die chemosensorische Selbstreferenz bei der Partnerwahl und überprüfen stets ihren Eigengeruch. Dabei handelt es sich womöglich um einen weit verbreiteten Mechanismus, durch den Insekten genetisch kompatible Partner finden. Der Vorteil: Für die chemosensorische Selbstreferenz braucht es keine Lern- und Gedächtnisleistungen.
Bei welchen Tieren die Liebe ebenfalls durchs Riechorgan geht, müssen weitere Experimente zeigen.

Dr. Sandra Steiger und ihre Doktorandin Alexandra Capodeanu-Nägler wurden von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) unterstützt. Die Versuche mit den seltenen Inzuchtlinien sind von Alexandra Capodeanu-Nägler an der britischen University of Exeter durchgeführt worden.

Alexandra Capodeanu-Nägler, James Rapkin, Scott K. Sakaluk, John Hunt, Sandra Steiger: Self-recognition in crickets via on-line processing. Current Biology. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.cub.2014.10.050

Weitere Informationen:
Dr. Sandra Steiger: Tel.: 0731 50-22665
Alexandra Capodeanu-Nägler: Tel.: 0731 50-22696

Annika Bingmann | EurekAlert!
Weitere Informationen:
http://www.uni-ulm.de/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Forscher finden Hinweise auf verknotete Chromosomen im Erbgut
20.10.2017 | Johannes Gutenberg-Universität Mainz

nachricht Aus der Moosfabrik
20.10.2017 | Albert-Ludwigs-Universität Freiburg im Breisgau

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: Hochfeldmagnet am BER II: Einblick in eine versteckte Ordnung

Seit dreißig Jahren gibt eine bestimmte Uranverbindung der Forschung Rätsel auf. Obwohl die Kristallstruktur einfach ist, versteht niemand, was beim Abkühlen unter eine bestimmte Temperatur genau passiert. Offenbar entsteht eine so genannte „versteckte Ordnung“, deren Natur völlig unklar ist. Nun haben Physiker erstmals diese versteckte Ordnung näher charakterisiert und auf mikroskopischer Skala untersucht. Dazu nutzten sie den Hochfeldmagneten am HZB, der Neutronenexperimente unter extrem hohen magnetischen Feldern ermöglicht.

Kristalle aus den Elementen Uran, Ruthenium, Rhodium und Silizium haben eine geometrisch einfache Struktur und sollten keine Geheimnisse mehr bergen. Doch das...

Im Focus: Schmetterlingsflügel inspiriert Photovoltaik: Absorption lässt sich um bis zu 200 Prozent steigern

Sonnenlicht, das von Solarzellen reflektiert wird, geht als ungenutzte Energie verloren. Die Flügel des Schmetterlings „Gewöhnliche Rose“ (Pachliopta aristolochiae) zeichnen sich durch Nanostrukturen aus, kleinste Löcher, die Licht über ein breites Spektrum deutlich besser absorbieren als glatte Oberflächen. Forschern am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist es nun gelungen, diese Nanostrukturen auf Solarzellen zu übertragen und deren Licht-Absorptionsrate so um bis zu 200 Prozent zu steigern. Ihre Ergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler nun im Fachmagazin Science Advances. DOI: 10.1126/sciadv.1700232

„Der von uns untersuchte Schmetterling hat eine augenscheinliche Besonderheit: Er ist extrem dunkelschwarz. Das liegt daran, dass er für eine optimale...

Im Focus: Schnelle individualisierte Therapiewahl durch Sortierung von Biomolekülen und Zellen mit Licht

Im Blut zirkulierende Biomoleküle und Zellen sind Träger diagnostischer Information, deren Analyse hochwirksame, individuelle Therapien ermöglichen. Um diese Information zu erschließen, haben Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnik ILT ein Mikrochip-basiertes Diagnosegerät entwickelt: Der »AnaLighter« analysiert und sortiert klinisch relevante Biomoleküle und Zellen in einer Blutprobe mit Licht. Dadurch können Frühdiagnosen beispielsweise von Tumor- sowie Herz-Kreislauf-Erkrankungen gestellt und patientenindividuelle Therapien eingeleitet werden. Experten des Fraunhofer ILT stellen diese Technologie vom 13.–16. November auf der COMPAMED 2017 in Düsseldorf vor.

Der »AnaLighter« ist ein kompaktes Diagnosegerät zum Sortieren von Zellen und Biomolekülen. Sein technologischer Kern basiert auf einem optisch schaltbaren...

Im Focus: Neue Möglichkeiten für die Immuntherapie beim Lungenkrebs entdeckt

Eine gemeinsame Studie der Universität Bern und des Inselspitals Bern zeigt, dass spezielle Bindegewebszellen, die in normalen Blutgefässen die Wände abdichten, bei Lungenkrebs nicht mehr richtig funktionieren. Zusätzlich unterdrücken sie die immunologische Bekämpfung des Tumors. Die Resultate legen nahe, dass diese Zellen ein neues Ziel für die Immuntherapie gegen Lungenkarzinome sein könnten.

Lungenkarzinome sind die häufigste Krebsform weltweit. Jährlich werden 1.8 Millionen Neudiagnosen gestellt; und 2016 starben 1.6 Millionen Menschen an der...

Im Focus: Sicheres Bezahlen ohne Datenspur

Ob als Smartphone-App für die Fahrkarte im Nahverkehr, als Geldwertkarten für das Schwimmbad oder in Form einer Bonuskarte für den Supermarkt: Für viele gehören „elektronische Geldbörsen“ längst zum Alltag. Doch vielen Kunden ist nicht klar, dass sie mit der Nutzung dieser Angebote weitestgehend auf ihre Privatsphäre verzichten. Am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) entsteht ein sicheres und anonymes System, das gleichzeitig Alltagstauglichkeit verspricht. Es wird nun auf der Konferenz ACM CCS 2017 in den USA vorgestellt.

Es ist vor allem das fehlende Problembewusstsein, das den Informatiker Andy Rupp von der Arbeitsgruppe „Kryptographie und Sicherheit“ am KIT immer wieder...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Das Immunsystem in Extremsituationen

19.10.2017 | Veranstaltungen

Die jungen forschungsstarken Unis Europas tagen in Ulm - YERUN Tagung in Ulm

19.10.2017 | Veranstaltungen

Bauphysiktagung der TU Kaiserslautern befasst sich mit energieeffizienten Gebäuden

19.10.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Forscher finden Hinweise auf verknotete Chromosomen im Erbgut

20.10.2017 | Biowissenschaften Chemie

Saugmaschinen machen Waschwässer von Binnenschiffen sauberer

20.10.2017 | Ökologie Umwelt- Naturschutz

Strukturbiologieforschung in Berlin: DFG bewilligt Mittel für neue Hochleistungsmikroskope

20.10.2017 | Förderungen Preise