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 Symbiose-Bakterien: Vom blinden Passagier zum Leibwächter des Wollkäfers
28.04.2017 | Johannes Gutenberg-Universität Mainz

nachricht Forschungsteam entdeckt Mechanismus zur Aktivierung der Reproduktion bei Pflanzen
28.04.2017 | Universität Hamburg

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: TU Chemnitz präsentiert weltweit einzigartige Pilotanlage für nachhaltigen Leichtbau

Wickelprinzip umgekehrt: Orbitalwickeltechnologie soll neue Maßstäbe in der großserientauglichen Fertigung komplexer Strukturbauteile setzen

Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter des Bundesexzellenzclusters „Technologiefusion für multifunktionale Leichtbaustrukturen" (MERGE) und des Instituts für...

Im Focus: Smart Wireless Solutions: EU-Großprojekt „DEWI“ liefert Innovationen für eine drahtlose Zukunft

58 europäische Industrie- und Forschungspartner aus 11 Ländern forschten unter der Leitung des VIRTUAL VEHICLE drei Jahre lang, um Europas führende Position im Bereich Embedded Systems und dem Internet of Things zu stärken. Die Ergebnisse von DEWI (Dependable Embedded Wireless Infrastructure) wurden heute in Graz präsentiert. Zu sehen war eine Fülle verschiedenster Anwendungen drahtloser Sensornetzwerke und drahtloser Kommunikation – von einer Forschungsrakete über Demonstratoren zur Gebäude-, Fahrzeug- oder Eisenbahntechnik bis hin zu einem voll vernetzten LKW.

Was vor wenigen Jahren noch nach Science-Fiction geklungen hätte, ist in seinem Ansatz bereits Wirklichkeit und wird in Zukunft selbstverständlicher Teil...

Im Focus: Weltweit einzigartiger Windkanal im Leipziger Wolkenlabor hat Betrieb aufgenommen

Am Leibniz-Institut für Troposphärenforschung (TROPOS) ist am Dienstag eine weltweit einzigartige Anlage in Betrieb genommen worden, mit der die Einflüsse von Turbulenzen auf Wolkenprozesse unter präzise einstellbaren Versuchsbedingungen untersucht werden können. Der neue Windkanal ist Teil des Leipziger Wolkenlabors, in dem seit 2006 verschiedenste Wolkenprozesse simuliert werden. Unter Laborbedingungen wurden z.B. das Entstehen und Gefrieren von Wolken nachgestellt. Wie stark Luftverwirbelungen diese Prozesse beeinflussen, konnte bisher noch nicht untersucht werden. Deshalb entstand in den letzten Jahren eine ergänzende Anlage für rund eine Million Euro.

Die von dieser Anlage zu erwarteten neuen Erkenntnisse sind wichtig für das Verständnis von Wetter und Klima, wie etwa die Bildung von Niederschlag und die...

Im Focus: Nanoskopie auf dem Chip: Mikroskopie in HD-Qualität

Neue Erfindung der Universitäten Bielefeld und Tromsø (Norwegen)

Physiker der Universität Bielefeld und der norwegischen Universität Tromsø haben einen Chip entwickelt, der super-auflösende Lichtmikroskopie, auch...

Im Focus: Löschbare Tinte für den 3-D-Druck

Im 3-D-Druckverfahren durch Direktes Laserschreiben können Mikrometer-große Strukturen mit genau definierten Eigenschaften geschrieben werden. Forscher des Karlsruher Institus für Technologie (KIT) haben ein Verfahren entwickelt, durch das sich die 3-D-Tinte für die Drucker wieder ‚wegwischen‘ lässt. Die bis zu hundert Nanometer kleinen Strukturen lassen sich dadurch wiederholt auflösen und neu schreiben - ein Nanometer entspricht einem millionstel Millimeter. Die Entwicklung eröffnet der 3-D-Fertigungstechnik vielfältige neue Anwendungen, zum Beispiel in der Biologie oder Materialentwicklung.

Beim Direkten Laserschreiben erzeugt ein computergesteuerter, fokussierter Laserstrahl in einem Fotolack wie ein Stift die Struktur. „Eine Tinte zu entwickeln,...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Internationaler Tag der Immunologie - 29. April 2017

28.04.2017 | Veranstaltungen

Kampf gegen multiresistente Tuberkulose – InfectoGnostics trifft MYCO-NET²-Partner in Peru

28.04.2017 | Veranstaltungen

123. Internistenkongress: Traumata, Sprachbarrieren, Infektionen und Bürokratie – Herausforderungen

27.04.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Über zwei Millionen für bessere Bordnetze

28.04.2017 | Förderungen Preise

Symbiose-Bakterien: Vom blinden Passagier zum Leibwächter des Wollkäfers

28.04.2017 | Biowissenschaften Chemie

Wie Pflanzen ihre Zucker leitenden Gewebe bilden

28.04.2017 | Biowissenschaften Chemie