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Science Paper: Warum sich Artgenossen voneinander unterscheiden

Die Untersuchungen an Drosophila melanogaster zeigten, dass Individuen sehr unterschiedlich auf einen gleichbleibenden Seh-Reiz reagieren können.

Die Untersuchungen an Drosophila melanogaster zeigten, dass Individuen sehr unterschiedlich auf einen gleichbleibenden Seh-Reiz reagieren können.
Bildquelle: Michael Fahrig

News vom 09.03.2020

Neurobiologen der Freien Universität Berlin unter der Leitung von Prof. Dr. Bassem Hassan, Einstein BIH Visiting Fellow, in Zusammenarbeit mit der Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Robin Hiesinger des Fachbereichs BCP haben in einer in der Fachzeitschrift Science veröffentlichten Studie beschrieben, warum Fruchtfliegen individuelle Verhaltensunterschiede trotz gleicher Genetik und gleicher Umweltbedingungen ausprägen.


An der Studie beteiligt waren auch Forscherinnen und Forscher von der Universität Freiburg, dem VIB KU Leuven Campus und dem ICM Paris. Der Forscherverbund in der Neruobiologie der Freien Universität Berlin wurde durch die Einstein Stiftung ermöglicht.

Die Untersuchungen an Drosophila melanogaster zeigten, dass Individuen sehr unterschiedlich auf einen gleichbleibenden Seh-Reiz reagieren können. Diese individuellen Unterschiede im Verhalten seien über Wochen stabil gewesen und unabhängig von genetischer Variabilität und Umweltfaktoren, wie die Autoren herausfanden. Sie kamen zum Schluss, dass unberechenbare Ungenauigkeiten in Entwicklungsprozessen (developmental noise) zu unterschiedlichen Verdrahtungen von bestimmten Nervenzellen im sehverarbeitenden Teil des Gehirns der Fliege führen und diese individuellen Unterschiede im Gehirn einen Einfluss auf das Verhalten der Fliege haben.


Als einen wichtigen Faktor, der zu Verhaltensunterschieden zwischen den Fliegen führt, bestimmten die Wissenschaftler die Asymmetrie von Nerven-Verschaltungen zwischen der rechten und linken Gehirnhälfte. Demnach steuern Fruchtfliegen mit symmetrischen Nervenzellverbindungen deutlich weniger direkt auf Objekte zu als Tiere mit asymmetrischen Gehirnen. Die Autoren gehen davon aus, dass durch diesen zusätzlichen Variabilitätsfaktor der Gehirnverdrahtung Tiere auch bei gleicher oder ähnlicher Genetik Unterschiede ausbilden und dadurch die Überlebenswahrscheinlichkeit der Population erhöht wird.


Es ist eine der zentralen Fragen der Neurobiologie und der Psychologie, warum sich jeder Mensch und jedes Tier im Verhalten von den Artgenossen unterscheidet. Als Antwort auf diese Frage werden häufig vor allem genetische Unterschiede und der Einfluss von Umweltfaktoren genannt. Diese beiden Faktoren haben – wie viele Studien belegen – einen großen Einfluss auf individuelle Unterschiede zwischen Artgenossen. So können Genetik und Umweltfaktoren die Ähnlichkeiten im Verhalten von eineiigen Zwillingen sehr gut erklären, denn diese sind genetisch identisch und wachsen in der Regel unter sehr ähnlichen Umweltbedingungen auf. Beide Faktoren sind aber deutlich schlechter geeignet, um zu erklären, wie es zu Unterschieden im Verhalten von eineiigen Zwillingen kommt. Ein dritter Faktor, der Einfluss von unberechenbarer Ungenauigkeit in Entwicklungsprozessen bei der Bildung des Gehirns, wird in diesem Zusammenhang in der Regel deutlich weniger Beachtung geschenkt.


Publikation
https://science.sciencemag.org/content/367/6482/1112


Kontakt

  • Prof. Dr. Robin Hiesinger, Institut für Biologie der Freien Universität Berlin, Telefon: 030 / 838- 58698, E-Mail: robin.hiesinger@fu-berlin.de
  • Prof. Dr. Bassem Hassan, Institut für Biologie der Freien Universität Berlin und ICM, Paris, Telefon: +33 157 2746 83, E-Mail: bassem.hassan@icm-institute.org
  • Dr. Gerit Linneweber, Institut für Biologie der Freien Universität Berlin, Telefon: 030 / 838-63080, E-Mail: gerit.linneweber@fu-berlin.de
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