Graz – Um einen Partner zu finden, verlassen sich viele Insektenarten auf akustische Signale. Diese Methode birgt allerdings auch Hindernisse: Die Tiere müssen genau unterscheiden, ob die wahrgenommenen Signale tatsächlich von Artgenossen oder nur von einer verwandten Art – oder gar von Fressfeinden – stammen. Zoologen unter Beteiligung der Uni Graz entdeckten nun im Gehirn von Grillen eine kleine Gruppe von Neuronen, die für die wichtige Identifizierung von Angehörigen der eigenen Spezies verantwortlich ist.
Die Forscher an der Universitäten von Cambridge, Leipzig und Graz wollten auf Nervenzellebene herausfinden, was das akustische Unterscheidungsvermögen der Mittelmeer-Feldgrillen (Gryllus bimaculatus) so perfekt macht. "Diese Insekten benutzen relativ einfache, musterhafte Pulssequenzen – sogenannte "Chirps" – um ihre Paarungspartner anzulocken", schilderte Konstantinos Kostarakos vom Institut für Zoologie der Universität Graz.
Damit die Weibchen auf das spezifische zeitliche Pulsmuster im Werbegesang "ihrer" Männchen reagieren können, müssen diese Werberufe jedoch im Lärm anderer Arten mit ähnlichen "Chirps" erst einmal erkannt werden. "Erst dann machen sich die Weibchen nämlich auf den Weg zu den zirpenden Männchen", so der Grazer Forscher. Bisher ist wenig darüber bekannt, welche neuronalen Mechanismen hinter dieser artspezifischen Mustererkennung stecken.
Nervengeflecht erkennt die Artgenossen
Die internationale Forschergruppe hat mithilfe von Mikroelektroden die Aktivität von Nervenzellen im Gehirn der Grillen aufgenommen und analysiert. Nachdem die Grillen verschiedenen Klangmustern ausgesetzt waren, zeigte sich, dass nur einige wenige Nervenzellen im Gehirn der Grillen erregt werden. Konkret seien es fünf auditorische Gehirnzellen (vier Neuronen und ein Interneuron), die infolge von männlichen Werbegesängen aktiviert werden, wie die Forscher im Fachmagazin "Science Advances" berichten. Die Zellen bilden ein ringförmiges, auditorisches Nervengeflecht im anterioren Protozerebrum (Vorderhirn).
Das Forscherteam hat aufgrund seiner Auswertungen auch ein Modell entwickelt, wie die fünf Neuronen miteinander interagieren. Dabei gehen sie von einem Wechselbeziehung von spezifischen Reizantworten, Inhibitionsmechanismen und Änderung des Membranpotenzials (Depolarisation) aus. (APA/red, 13.9.2015)