Riechen, Schmecken, Lernen: Verhaltensneurogenetik der Drosophila-Larve

ZusammenfassungDie Steuerung des Verhaltens ist die biologische Funktion des Gehirns und der zentrale Gegenstand der Neurowissenschaft. Um diese Frage anzugehen, stellen wir ein zellulär sehr einfaches Modellsystem vor. Das Riechsystem der Taufliegenlarve (Drosophila) ist grundsätzlich dem der erwachsenen Fliege und dem von Säugern sehr ähnlich, sowohl was die „Logik“ der Rezeptorgenexpression angeht, als auch bezüglich der neuronalen Verschaltungen im Gehirn. Dabei kommen die Larven mit millionenfach weniger Zellen aus und können sich trotzdem in ihrer Duftumwelt zurecht finden und einfache Duftlernaufgaben bewältigen. Wir geben eine Übersicht über die Riech- und Schmecksysteme der Drosophila-Larve und stellen ein robustes Experiment zum verknüpfenden, assoziativen Lernen zwischen Düften und Futterbelohnung vor. Dazu werden erste Erkenntnisse über die beteiligten molekularen Vorgänge, Gehirnbereiche und Zellen dargestellt. Die Kombination aus Lernfähigkeit und zellulärer Einfachkeit der Larve mit den reichhaltigen Methoden der Drosophila-Genetik bereichern die neurobiologische Forschung um ein vielversprechendes Modellsystem.

Endotokia matricida in hermaphrodites of Heterorhabditis spp. and the effect of the food supply

Intra-uterine birth causing maternal death (endotokia matricida) is relatively common in rhabditid nematodes and typical for entomopathogenic nematodes of the genus Heterorhabditis. A detailed description of this phenomenon is given, including a summary of embryo development, egg-laying, juvenile hatching and development. It is demonstrated that low food supply significantly promotes the beginning of endotokia matricida but has no influence on the time scale of the process. The biological function of endotokia matricida and the intra-uterine induction of the dauer formation is discussed. Endotokia matricida in Heterorhabditis spp. is a well synchronised process of the destruction of the maternal tissues correlated with the juvenile development including the uptake of the symbiotic bacteria by the late pre-dauer stage. It secures the development of dauer juveniles at a moment when the external food supply is reducing and provides offspring which are well equipped with energy reserves and symbiotic bacteria for long term survival and subsequent infection of insects in the soil. Endotokia matricida bei Hermaphroditen von Heterorhabditis spp. und der Einfluss der Nahrungsversorgung . - Der Schlupf juveniler Nematoden im mutterlichen Uterus mit anschliessender Totung des Muttertieres (endotokia matricida) ist relativ weit verbreitet bei rhabditiden Nematoden und typisch fur entomopathogene Nematoden der Gattung Heterorhabditis. Die Endotokia matricida wird beschrieben sowie die Embryonalentwicklung, das Eilegeverhalten, der Schlupf und die Entwicklung der Juvenilen. Der Beginn der endotokia matricida wird durch eine niedrige Nahrungsverfugbarkeit in der Kultur signifikant gefordert, diese hat jedoch keinen Einfluss auf den zeitlichen Ablauf der endotokia matricida. Die biologische Funktion der endotokia matricida und die intra-uterine Induktion der Dauerlarvenbildung werden diskutiert. Die endotokia matricida bei Heterorhabditis spp. ist ein gut synchronisierter Prozess, bei dem die Zerstorung des Muttertiers korreliert mit der Entwicklung der Juvenilstadien, einschliesslich der Aufnahme der symbiotischen Bakterien durch das Pra-Dauer Stadium. Sie sichert die Entwicklung von Dauerlarven zu einem Zeitpunkt, wenn die externe Nahrungsversorgung sich verschlechtert und bringt so Nachkommen hervor, die gut mit Energiereserven und symbiotischen Bakterien ausgestattet sind, um im Boden lange zu uberdauern und Insekten zu befallen.