Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Was wissen Fliegen von der Zeit?

11.06.2015

Auch Fliegen haben ein Zeitgedächtnis. Das haben Wissenschaftler der Universität Würzburg in einer Reihe von Experimenten herausgefunden. Damit die Tiere ein Gedächtnis entwickeln können, müssen allerdings etliche Bedingungen erfüllt sein. Und unter manchen Umständen funktioniert es gar nicht.

Weiß die Honigbiene, dass sie sich um 8 Uhr auf den Weg machen sollte, weil dann die Sumpfdotterblume ihre Blüten öffnet? Und dass es wenig Erfolg verspricht, schon um diese Zeit den Sauerklee aufzusuchen, weil dessen Blüten erst um 10 Uhr aufgehen? Oder, anders gefragt: Sind Gedächtnisleistungen von Insekten zeitspezifisch oder handelt es sich dabei nur um eine Anpassung an die speziellen Bedingungen des Futtersammelns von einem festen Ort aus?


Auch Fliegen wissen, was die Uhr geschlagen hat.

Fotocollage: Reinhard Wolf

Diese und weitere Fragen standen im Mittelpunkt einer Reihe von Experimenten, mit denen Wissenschaftler vom Rudolf-Virchow-Zentrum und vom Biozentrum der Universität Würzburg untersucht haben, ob sich Fliegen an Tageszeiten erinnern können. Federführend dabei waren Professor Martin Heisenberg und sein Mitarbeiter Nitin S. Chouhan. Über die Ergebnisse ihrer Arbeit berichten sie in der aktuellen Ausgabe der Fachzeitschrift Current Biology.

Zwei Tage Training und dann ein Test

„Wir haben mit der Fruchtfliege Drosophila melanogaster gearbeitet“, erklärt Martin Heisenberg. Über zwei Tage hinweg wurden hungrige Individuen darauf trainiert, morgens und nachmittags Futter zu erhalten – immer in Kombination mit unterschiedlichen Gerüchen.

Jeweils am dritten Tag mussten die Fliegen dann zeigen, ob sich bei ihnen eine zeitabhängige Geruchspräferenz entwickelt hatte. Das Ergebnis war eindeutig: „Fliegen, die am Morgen getestet wurden, bevorzugten den Duft, der ihnen morgens zusammen mit der Nahrung präsentiert worden war. Fanden die Tests am Nachmittag statt, galt ihr Interesse dem Duft, den sie nachmittags in der Kombination mit Futter kennen gelernt hatten“, so Martin Heisenberg.

Die Fähigkeit, sich an Tageszeiten zu erinnern, ist bei Fliegen allerdings begrenzt. Ein limitierender Faktor ist beispielsweise der zeitliche Abstand zwischen den „Duftexperimenten“. Mindestens vier Stunden müssen zwischen den beiden Trainingseinheiten liegen, damit die Tiere ein Zeitgedächtnis ausbilden können. Unterhalb dieser Zeitspanne zeigte sich kein Trainingseffekt.

Konstante Helligkeit verhindert den Lernerfolg

Auch der Frage, ob möglicherweise ein äußerer Zeitgeber – beispielsweise das Tageslicht – den Tieren den passenden Zeitpunkt vorgab, gingen die Wissenschaftler in ihren Experimenten nach. Dafür spielten sie den Fliegen während des Trainings einen normalen Tag-Nacht-Rhythmus vor mit zwölf Stunden Helligkeit, gefolgt von zwölf Stunden Dunkelheit.

Nur am dritten Tag, dem Testtag, ließen sie das Licht aus. Doch auch in einer komplett dunklen Umgebung zeigten die Tiere das zuvor erlernte Zeitgedächtnis. Das blieb auch so, wenn die Tiere sowohl in der Dunkelheit trainiert als auch getestet wurden. Nur in einem Fall blieb der Lernerfolg aus: Unter konstant hellen Lichtverhältnissen rund um die Uhr.

„Diese Ergebnisse zeigen klar, dass Insekten wie die Fruchtfliege einen inneren Mechanismus besitzen, der ihnen das zeitlich gesteuerte Geruchs-Lernen ermöglicht“, sagt Heisenberg. Im nächsten Schritt gehe es nun darum, die neuronalen Strukturen und molekularen Prozesse zu untersuchen, die ihm zugrunde liegen.

Sonderforschungsbereich: Timing bei Insekten

Das Forschungsergebnis wurde in einem Teilprojekt des Sonderforschungsbereichs „Timing bei Insekten: Mechanismen, Plastizität und Fitnesskonsequenzen“ der Universität Würzburg erzielt. Dort arbeiten Wissenschaftler aus verschiedenen biologischen Fachgebieten zusammen – von der Molekularbiologie über die Neuroethologie bis hin zur Ökologie. Ihr Ziel ist es, die sogenannten „inneren Uhren“ von Insekten und die zugrunde liegenden Mechanismen besser zu verstehen und gleichzeitig die Konsequenzen von Timing auf die Fitness in real existierenden Ökosystemen und im Kontext sich verändernder globaler Umweltbedingungen aufzuklären. Sprecherin dieses Sonderforschungsbereichs ist die Chronobiologin Professorin Charlotte Helfrich-Förster, Leiterin des Lehrstuhls für Neurobiologie und Genetik.

Chouhan et al., Flies Remember the Time of Day, Current Biology (2015), http://dx.doi.org/10.1016/j.cub.2015.04.032

Kontakt

Prof. Dr. Martin Heisenberg, T: (0931) 31-84451
heisenberg@biozentrum.uni-wuerzburg.de

Prof. Dr. Charlotte Förster, T: (0931) 31-88823
charlotte.foerster@biozentrum.uni-wuerzburg.de

Weitere Informationen:

http://www.sfb1047.uni-wuerzburg.de/startseite/ Zur Homepage des Sonderforschungsbereichs

Gunnar Bartsch | idw - Informationsdienst Wissenschaft
Weitere Informationen:
http://www.uni-wuerzburg.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Aufräumen? Nicht ohne Helfer
19.10.2017 | Albert-Ludwigs-Universität Freiburg im Breisgau

nachricht Einzelne Rezeptoren auf der Arbeit
19.10.2017 | Julius-Maximilians-Universität Würzburg

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: 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...

Im Focus: Neutron star merger directly observed for the first time

University of Maryland researchers contribute to historic detection of gravitational waves and light created by event

On August 17, 2017, at 12:41:04 UTC, scientists made the first direct observation of a merger between two neutron stars--the dense, collapsed cores that remain...

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

Aufräumen? Nicht ohne Helfer

19.10.2017 | Biowissenschaften Chemie

Neue Biotinte für den Druck gewebeähnlicher Strukturen

19.10.2017 | Materialwissenschaften

Forscher studieren molekulare Konversion auf einer Zeitskala von wenigen Femtosekunden

19.10.2017 | Physik Astronomie