Umsetzung von Duftinformationen in angeborene olfaktorische Alkoholpräferenz
Biologie des Verhaltens und der Sinne
Zusammenfassung der Projektergebnisse
In der Natur werden Fliegen der Gattung Drosophila melanogaster durch die alkoholhaltigen Düfte von fermentierenden Früchten angelockt. Zunächst werden die Düfte von den Fruchtfliegen wahrgenommen. Danach entscheiden sie sich, je nach Energiebedarf, ob sie sich dieser Duftquelle nähren oder ob sie diese ignorieren. Die Wahl zwischen einer ethanolhaltigen Futterduftquelle und einer nicht ethanolhaltigen Futterduftquelle kann im Labor unter ökologisch relevanten Bedingungen nachgebildet werden. Mindestens zwei Faktoren beeinflussen die Annäherung an eine ethanolhaltige Futterduftquelle. Auf der einen Seite findet die Prozessieren der relevanten Duftinformationen auf dem Niveau der olfaktorischen Rezeptorneurone statt. Auf der anderen Seite wird das oktopaminerge/tyraminerge Neurotransmittersystem benötigt. Die Aktivierung von oktopaminergen/tyraminergen Neuronen mit Hilfe der Optogenetik führt zu einer erhöhten Wahrscheinlichkeit, eine Futterquelle zu bevorzugen, die vor der Aktivierung als neutral bewertet wurde. Das Ziel dieses Antrages war es, die Faktoren näher zu erforschen, die es den Fliegen ermöglichen, sich gezielt in eine Richtung zu bewegen. Wir konnten zeigen, das Ethanol die Rolle eines Schlüsseldufts in komplexen Futterdüften einnimmt. Ein Schlüsselduft ist dadurch gekennzeichnet, dass er in einem komplexen Duftgemisch heraussticht und in einer Wahlsituation zwischen zwei sehr ähnlichen Futterduftquellen eine Attraktion auslösen kann. Andere ökologisch relevante Düfte wie zum Beispiel Ethylacetat können in Duftgemischen solche Präferenzen auch auslösen. Jedoch ist nicht jeder Duft ein Schlüsselduft. Im Allgemeinen benutzen Fliegen mindestens zwei Strategien eine relevante Futterquelle anhand des Duftes zu identifizieren. Zum einen beeinflusst das Vorhandensein eines Schlüsseldufts, ob ein Duftgemisch attraktiv ist und zum anderen hängt die Wahl von der angebotenen Alternative ab. Die Ausschüttung von Oktopamin beeinflusst die Wahl zwischen zwei Duftquellen und kann die Duftantwort sowohl als positiver wie auch negativer Verstärker beeinflussen. Die Funktion als positiver oder negativer Verstärker hängt von dem Satz der Neuronen ab, in denen Oktopamin und nicht der Neurotransmitter Tyramine ausgeschüttet wird. Die Attraktion für ethanolhaltige Düfte hängt von Oktopamin ab. Ferner haben wir keinen direkten Zusammenhang zwischen der Signalübertragung von den oktopaminergen Neuronen zu den olfaktorischen Rezeptorneuronen gefunden. Zusammenfassend vermittelt Oktopamine zwischen verschiedener Verhaltensantworten.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- Dissecting the translation of olfactory information processing into approach behavior using Orco and Octopamine singaling in Drosophila melanogaster (November 2014)
Thomas Tam Giang
- (2017) Key Odorants Regulate Food Attraction in Drosophila melanogaster. Front Behav Neurosci. 5;11:160
Giang T., He J., Belaidi S., Scholz H.
(Siehe online unter https://doi.org/10.3389/fnbeh.2017.00160) - Octopamine shifts the behavioral response from indecision to approach or aversion in Drosophila melanogaster. Front. Behav. Neurosci., 03 July 2018
Claßen, G. and Scholz, H.
(Siehe online unter https://doi.org/10.3389/fnbeh.2018.00131) - The role of octopamine in attraction and aversion behavior in Drosophila melanogaster (April 2018)
Gerbera Classen
