Feindlicher Sexuallockstoff hilft Fliegenmüttern beim Schutz ihrer Larven

31. Dezember 2015, 20:46
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Fruchtfliegen meiden bei der Eiablage jene Plätze, die nach parasitischen Wespen riechen

Jena – Schwarzbäuchige Fruchtfliegen (Drosophila melanogaster) haben es nicht leicht: Genetiker nutzen sie als einer der beliebtesten Modellorganismen für ihre Experimente, im Haushalt sind sie wenig beliebte Gäste am Obstkorb und in der Natur haben es parasitischer Wespen auf ihren Nachwuchs abgesehen. Bis zu 80 Prozent ihrer Larven werden dabei Opfer dieser Wespen – und dies geschieht auf denkbar unangenehme Weise: Die Wespen legen ihre Eier in die Larven, der geschlüpfte Wespennachwuchs frisst dann den Fliegennachwuchs von innen auf.

Nun haben Wissenschafter um Bill Hansson und Markus Knaden vom Max-Planck-Institut für chemische Ökologie in Jena ein angeborenes Frühwarnsystem entschlüsselt, das den Fliegen einen entscheidenden Überlebensvorteil verschafft. Die Forscher identifizierten eine Sinneszelle, die auf den Duft der Feinde spezialisiert ist sowie jene chemischen Verbindungen aus dem Körpergeruch der Wespen, die den Fluchtreflex der Fliege auslösen. Eine dieser Verbindungen ist der Sexuallockstoff der Wespen. Damit konnte erstmals ein Schaltkreis im Geruchssystem in einem Insekt beschrieben werden, der ausschließlich auf das Aufspüren eines todbringenden Feindes spezialisiert ist.

Entscheidend für die im Fachblatt "PLoS Biology" präsentierten Ergebnisse war eine Kombination aus gas-chromatografischen und elektrophysiologischen Untersuchungen sowie Verhaltensstudien mit Fliegen und Larven. Damit haben die Wissenschafter herausgefunden, welche Wespendüfte von welchen Geruchsrezeptoren der Fliegen wahrgenommen werden und dass sich diese Wahrnehmung auf das Verhalten der Fliegen auswirkt: Sowohl die erwachsenen Fliegen also auch ihre Larven meiden aktiv den Wespengeruch.

Wespenduft aktiviert eine einzelne Sinneszelle

Drei Bestandteile des Wespendufts aktivierten eine einzige Sinneszelle auf den Antennen von ausgewachsenen Drosophila-Fliegen. Chemische Analysen ergaben, dass es sich bei den drei Substanzen um Actinidin, Nepatalactol und Iridomyrmecin handelt. Erstaunlicherweise ist Iridomyrmecin der Sexuallockstoff der Wespenweibchen. Während ausgewachsene Fliegen zwei Geruchsrezeptoren haben, die alle drei Substanzen aus dem Wespenduft wahrnehmen können, fehlt bei den Larven einer der beiden Rezeptoren. Sie nehmen daher nur das Sexualpheromon Iridomyrmecin.

"Bis vor kurzem war man der Meinung, dass die meisten Düfte über mehrere Rezeptoren wahrgenommen werden und jeder Rezeptor von einer Vielzahl von Düften gereizt wird. Aus dem Aktivierungsmuster der verschiedenen Rezeptoren kann die Fliege dann auf Umgebungsdüfte schließen. Die Erkenntnisse aus unserem Labor haben jedoch gezeigt, dass zumindest ein Teil des Geruchssystems der Fliege hochspezifisch ist", erklärt Knaden. Düfte, die besonders wichtig sind, werden demnach nicht über das generelle System wahrgenommen und verrechnet, sondern haben jeweils einen eigenen Kanal. Das scheint zu bewirken, dass Feindabwehr, Erkennung von gefährlichen Bakterien (Geosmin), oder die besten Eiablageplätze (Limonen) nicht durch weitere Umgebungsdüfte gestört werden.

Machtlose Wespen

Vier weitere Drosophila-Arten zeigten das gleiche Vermeidungsverhalten gegenüber dem Wespenduft. Dass die Taufliegen ihre Feinde an deren Sexuallockstoff erkennen, ist ein besonderer evolutionärer Schachzug, der Drosophila einen Vorteil verschafft, auf den die Wespen nicht so leicht in einer Gegenanpassung reagieren können, denn die Abgabe dieses Duftstoffes ist für ihre Fortpflanzung unverzichtbar. (red, 31.12.2015)

  • In freier Natur fällt ein Großteil der Fruchtfliegenlarven der parasitischen Wespe Leptopilina boulardi zum Opfer. Allerdings können sowohl Larven und ausgewachsene Fliegen den Duft der Wespen (Mitte) erkennen und aktiv vermeiden.
    foto: markus knaden, mpi chem. ökol.

    In freier Natur fällt ein Großteil der Fruchtfliegenlarven der parasitischen Wespe Leptopilina boulardi zum Opfer. Allerdings können sowohl Larven und ausgewachsene Fliegen den Duft der Wespen (Mitte) erkennen und aktiv vermeiden.

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