Am 16. April 2026 präsentiert die Universität Bonn neue Erkenntnisse über die Mechanismen der „konditionierten Nahrungs-Aversion“ bei Fruchtfliegen (Drosophila). Unter der Leitung von Prof. Dr. Ilona Grunwald Kadow wird in dieser Studie herausgestellt, wie das Gehirn von Fruchtfliegen auf negative Erfahrungen reagiert und welche Rolle dabei das Immunsystem, das Gehirn und das Fettgewebe spielen.
In Zusammenarbeit mit der Tohoku-Universität in Japan untersuchten die Forscher das Verhalten von Fliegen, die zwischen zwei Nahrungsquellen wählen mussten. Eine dieser Quellen war kontaminiert mit dem pathogen wirkenden Bakterium Pseudomonas entomophila, während die andere Nahrungsquelle mit einem harmlosen Bakterienstamm versehen war. Anfangs neigten ungeübte Fliegen dazu, die schädliche Nahrung anzuziehen, was auf den anziehenden Geruch zurückzuführen war.
Aktivierung des Immunsystems
Nach dem Verzehr der kontaminierten Nahrung wurde das angeborene Immunsystem aktiviert. Es schickte Alarmsignale durch Sensoren in den Nervenzellen, die auf die Bestandteile der Bakterien reagierten. Diese Aktivierung war mit der Ausschüttung von Octopamin verbunden, einem Neurotransmitter, der mit Adrenalin verwandt ist. Octopamin fördert die Bildung von Dopamin in den Fettzellen, welches dann ins Gehirn der Fliegen transportiert wird.
Dopamin spielt eine entscheidende Rolle bei der Verstärkung von Nervenzell-Netzwerken, die für Lern- und Vermeidungsreaktionen verantwortlich sind. Nach der negativen Erfahrung entschieden sich die Fliegen fortan für die Nahrungsquelle mit den harmlosen Keimen und vermieden die schädliche Option. Das Fettgewebe der Fliegen stellte sich als entscheidend heraus, da es einen Einfluss auf die erlernte Verhaltensänderung hat.
Einfluss des Ernährungszustands
Ein interessanter Aspekt der Studie ist die Hypothese, dass der Ernährungszustand der Fliegen ihre Entscheidungsfindung beeinflussen könnte. Fliegen, die unter Hunger litten, besitzen weniger Fettzellen und produzieren folglich weniger Dopamin. Die Ergebnisse dieser Forschung könnten nicht nur für die Insektenwelt relevant sein, sondern auch bedeutende Implikationen für das Verständnis menschlichen Verhaltens und Essgewohnheiten liefern, da Fettgewebe ebenfalls Botenstoffe produziert, die den Appetit beeinflussen.
Zusätzlich zum Kontext der Studien ergeben sich interessante Überschneidungen mit Entwicklungen im Bereich der Mikrobiologie. Wie von der NCBI beschrieben, verfügen Eukaryoten, einschließlich Insekten wie Drosophila, über Mechanismen, um schädliche Mikroben im Verdauungstrakt zu erkennen und zu bekämpfen.
Ein zentrales Bakterium, Pseudomonas entomophila, weist Eigenschaften auf, die für die Fruchtfliegen schädlich sind. Es wurde als ein neuer entomopathogener Erreger identifiziert, der insbesondere vom Immunsystem der Fliegen als Bedrohung wahrgenommen wird. Studien zeigen, dass Fruchtfliegen sowohl lokale als auch systemische Immunantworten aktivieren, wenn sie mit solchen pathogenen Mikroben konfrontiert werden.
Die Forschung der Universität Bonn wird somit als bedeutender Schritt betrachtet, um das Zusammenspiel zwischen Metabolismus, Immunsystem und Gehirn genauer zu analysieren, insbesondere im Hinblick auf die Reaktionen auf Nahrungsaufnahme und die Vermeidung von toxischen Substanzen.