Wiederholte Fortpflanzungsstörungen machen Fruchtfliegen gestresst und frustriert, was wiederum dazu führt, dass sie weniger widerstandsfähig gegenüber anderen Arten von Stress sind, sagen Julia Ryvkin von der Bar-Ilan-Universität und Kollegen Bericht In PLOS-Genetik.
Tiere werden durch Belohnungssysteme im Gehirn dazu motiviert, Maßnahmen zu ergreifen, die ihr Überleben und ihre Fortpflanzung verbessern, aber Misserfolg verursacht Stress. Die Belohnungssysteme wurden ausführlich untersucht, der Reaktion von Tieren auf Misserfolge wurde jedoch weniger Aufmerksamkeit geschenkt. Um dies zu untersuchen, verglichen die Forscher das Verhalten männlicher Fruchtfliegen (Drosophila melanogaster), die wiederholt sexuelle Abstoßung erfahren hatten, mit Männchen, die sich kürzlich gepaart hatten, und naiven Männchen, die isoliert gehalten wurden.
Sie fanden heraus, dass abgelehnte Männer aktiver, aggressiver und weniger sozial gegenüber anderen Männern waren – was auf einen frustrationsähnlichen Stresszustand hindeutet. Zurückgewiesene Männchen waren auch weniger widerstandsfähig gegenüber zwei anderen Arten von Stress: Hungern und Einwirkung eines giftigen Herbizids, das oxidative Schäden verursacht. Um zu verstehen, wie diese Stressreaktion im Gehirn gesteuert wird, manipulierten die Forscher das Signalsystem des Neuropeptids F, das an der Belohnungsverarbeitung und Aggression beteiligt ist.
Die Hemmung von Neuropeptid-F-Rezeptoren machte Fliegen weniger widerstandsfähig gegen Hunger und ahmte die Auswirkungen wiederholter sexueller Abstoßung nach. Mit einer Technik namens Optogenetik, die Licht nutzt, um die Aktivität in bestimmten Zellen zu stimulieren, aktivierte das Team Neuropeptid-F-Rezeptor-Neuronen und stellte fest, dass dies auch die Fähigkeit der Fliegen, dem Hungertod standzuhalten, verringerte.
Diese Ergebnisse zeigen erstmals, dass Fruchtfliegen sozialen Stress erleben, wenn ihre Paarungsversuche wiederholt scheitern. Die Reaktion wird durch ein Gehirnsignalsystem vermittelt, an dem Neuropeptid F beteiligt ist, das auch bei Belohnungs- und Stressreaktionen in anderen Organismen eine Rolle spielt. Dies biete die Möglichkeit, sozialen Stress in einem Modellorganismus mit einem einfachen Nervensystem weiter zu untersuchen, sagen die Autoren.
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Julia Ryvkin et al.: Das Scheitern der Paarung erhöht die Investition in Verhaltensweisen, die die Paarungsbelohnung fördern können, und beeinträchtigt die Fähigkeit, mit Stressfaktoren umzugehen, und zwar über eine Subpopulation von Neuropeptid-F-Rezeptor-Neuronen. PLOS-Genetik (2024). DOI: 10.1371/journal.pgen.1011054