Fliegen haben ein Duftgedächtnis für Süßes

Fruchtfliegen können sich Gerüche merken - und lernen wie höher entwickelte Tiere und auch Menschen durch Belohnung. Foto: Björn Brembs

Forschern des Max-Planck-Instituts für Neurobiologie in Martinsried bei München ist es gelungen, die Hirnregionen zu finden, in denen Fruchtfliegen (Drosophila melanogaster) - ähnlich einem Pawlow'schen Hund - Duftreize speichern, die sie zu süßen Nahrungsquellen führten. Die Forscher um den Neurobiologen Hiromu Tanimoto berichten darüber in der britischen Fachzeitschrift «Nature».

«Wir trainieren die Fliege mit einem bestimmten Duft und einer Zuckerbelohnung. Die hungrige Fliege nimmt den Duft als Zeichen für eine potenzielle Futterquelle», erläuterte Tanimoto. «Das ist nicht angeboren. Es kann irgendein Duft sein.» Beim Lernen von Vermeidungsstrategien wurde den Fliegen ein Duftstoff präsentiert und mit einem Elektroschock gepaart. Daraufhin lernen die Fliegen, diesen Duft in Zukunft zu vermeiden.

Die Wissenschaftler identifizierten vier verschiedene Typen von Nervenzellen, die alle den Botenstoff Dopamin enthalten. Drei dieser Nervenzelltypen übernehmen Funktionen bei der Speicherung negativer Reize. Jeweils ein Zelltyp war für die lang-, mittel- und kurzfristige Speicherung zuständig. Der vierte Zelltyp ermöglicht es den Fliegen, sich positive Sinneseindrücke zu merken.

Um zu zeigen, dass die Neuronen im Fliegenhirn für Erinnerung an die Zuckerbelohnung zuständig sind, schalteten die Forscher die Zellen mit gentechnischen Methoden ab. Diese Fliegen konnten sich keine Duftstoffe merken und waren nicht konditionierbar mit der Zuckerbelohnung. Die Ergebnisse könnten weitere Untersuchungen anregen, um die speziellen Gruppen von Zellen für Belohnung und Bestrafung im Gehirn zu verstehen, schreiben die Forscher.

Der Begriff «Pawlow'scher Hund» geht auf Experimente des russischen Forschers Iwan Pawlow zurück. Er hatte 1918 beobachtet, dass schon Reize wie die Schritte des Betreuers bei Hunden Speichelfluss auslösen, wenn die Tiere das Futter noch gar nicht sehen oder riechen können. In einem Versuch zeigte er, dass Hunde auch auf den Klang einer Glocke mit Speichelfluss reagieren, wenn sie gewohnt sind, dass diese immer bei der Fütterung erklingt. Derartige Verknüpfungen werden als Konditionierung bezeichnet.