Alkohol als Attraktionsfaktor

Die Forscher konnten zeigen, dass Alkohol insbesondere für unverpaarte männliche Fliegen attraktiv ist. Der Grund dafür liegt in der verstärkten Bildung von Sexualpheromonen, die durch den Alkoholkonsum angeregt wird. Diese Pheromone machen die Männchen für Weibchen wesentlich anziehender.

„Wir zeigen in unseren Experimenten eine direkte und positive Wirkung von Alkoholkonsum auf den Paarungserfolg männlicher Fliegen“, erklärt Erstautor Ian Keesey. „Der Effekt wird dadurch hervorgerufen, dass Alkohol, insbesondere Methanol, die Bildung von Sexuallockstoffen verstärkt. Dies wiederum macht alkoholisierte Männchen attraktiver für Weibchen.“

Die Rolle der neuronalen Schaltkreise

Ian Keesey untersucht Taufliegen. Der Forscher hat seine Untersuchungen in Jena durchgeführt und ist inzwischen Professor für Verhaltensneurobiologie an der University of Nebraska - Lincoln (UNL) in der School of Biological Sciences (SBS). © Anna Schroll

Die Untersuchung der neuronalen Mechanismen hinter dieser Anziehung zeigte, dass die Fliegen nicht nur einen, sondern gleich drei neuronale Schaltkreise besitzen, die die Wirkung von Alkohol auf ihre Anziehung und Abneigung regulieren. Zwei dieser Schaltkreise sind dafür verantwortlich, dass kleine Mengen Alkohol die Männchen anlocken, während ein dritter Schaltkreis bei zu hohen Konzentrationen eine abstoßende Wirkung zeigt. „Das Besondere an unseren Ergebnissen ist, dass wir nicht nur einen, sondern gleich drei neuronale Schaltkreise gefunden haben, bei denen wir zeigen konnten, dass sie sich in Bezug auf diese Risikoabschätzung, also Anziehung und Abneigung, tatsächlich gegenseitig ausgleichen“, erklärt Keesey.

Neuartige Erkenntnisse zur Neurophysiologie

Die Studie liefert nicht nur neue Erkenntnisse zur Bedeutung von Alkohol für das Paarungsverhalten der Fliegen, sondern auch zu den neuronalen Mechanismen, die dieser Anziehung zugrunde liegen.

„Dass verschiedene neuronale Bahnen mit entgegengesetzter Valenz für denselben Geruch kombiniert werden, um Anziehung und Abneigung basierend auf dem physiologischen Zustand auszugleichen, ist eine Seltenheit“, betont Keesey.

Diese neurophysiologischen Untersuchungen werfen ein neues Licht auf das komplexe Zusammenspiel von Geruchswahrnehmung und Verhalten bei Insekten.

Ökologische Relevanz

Für ihre Untersuchungen kombinierten die Forschenden physiologische Untersuchungen, wie bildgebende Verfahrung, um Prozesse im Fliegenhirn sichtbar zu machen, chemische Analysen von ökologisch relevanten Umgebungsdüften sowie Verhaltensstudien, mit deren Hilfe die Attraktivität von Düften sowie der Paarungserfolg beobachtet und gemessen werden konnte.

„Die Studie liefert eine der ersten umfassenden Erklärungen der Alkohol-Attraktion in einem Modelorganismus, von der Chemie zur Ökologie und vom Gehirn zum Verhalten und umgekehrt. Sie zeigt auch, wie wichtig es ist, das natürliche Verhalten von Tiermodellen und ihre Ökologie zu berücksichtigen, wenn man sie zur Untersuchung physiologischer und verhaltensbezogener Prozesse verwendet“, fasst Bill Hansson, Leiter der Abteilung Evolutionäre Neuroethologie am Max-Planck-Institut, zusammen.