Fliegen mögen es kühl: Die bescheidene Fruchtfliege hat sich so entwickelt, dass sie sich bei sehr unterschiedlichen Temperaturen zu Hause fühlt, indem sie einfach ihre Verhaltensvorlieben anpasst.
Neue Forschungsergebnisse der Queen Mary University of London zeigen, wie Fruchtfliegenlarven wiederholt ihre Temperaturpräferenzen entwickelt haben, und werfen ein Licht auf die komplizierte Art und Weise, wie sich Tiere an ihre Umgebung anpassen. Die veröffentlichte Studie liefere entscheidende Erkenntnisse darüber, wie sie mit dem sich verändernden Klima zurechtkommen.
Dr. Roman Arguello, Dozent für Genetik, Genomik und fundamentale Zellbiologie an der Queen Mary, und Kollegen von der Universität Lausanne und der Universität Köln verwendeten eine Kombination aus Verhaltenstests, hochauflösender Larvenverfolgung und agentenbasierter Computermodellierung, um die evolutionären Mechanismen hinter der Temperaturpräferenz bei acht Drosophila-Arten aufzudecken.
Ihre Ergebnisse zeigen, dass die Larven keine neuen Methoden zur Temperaturerfassung entwickelt haben, sondern sich angepasst haben, indem sie ihre Nervensysteme bei der Abwägung zwischen Wärme- und Kältevermeidung verändert haben. Diese subtilen, aber entscheidenden Veränderungen ermöglichen es eng verwandten Arten, in einer Vielzahl von thermischen Umgebungen von kühlen Berggipfeln bis zu subtropischen Zonen zu gedeihen.
„Es stellt sich heraus, dass diese winzigen Tiere immer wieder kleine, aber wichtige Strategien entwickeln, um sich wohl zu fühlen“, so Dr. Arguello. “Ihre Fähigkeit, ihr Verhalten auf das lokale Klima abzustimmen, gibt uns Aufschluss darüber, wie die Evolution sensorische Systeme formt und wie Arten auf globale Temperaturveränderungen reagieren könnten.”
Durch die Analyse von mehr als 2.400 Larvenbewegungen in einer speziell angefertigten thermischen Arena entdeckte das Team, dass Arten wie D. lutescens und D. santomea, die in kühleren Umgebungen leben, im Vergleich zu ihren Schwesterarten, die in wärmeren Lebensräumen leben, eine deutliche Präferenz für niedrigere Temperaturen zeigen. Diese Vorlieben wurden bei mehreren Stämmen pro Art bestätigt, was auf vererbbare Verhaltensanpassungen hinweist.
Wichtig sei auch, dass die Arbeit darauf hindeute, dass gut untersuchte Laborstämme von D. melanogaster, die oft als Verhaltensmodellorganismen verwendet werden, aufgrund der auffälligen Variabilität der Thermotaxis nicht repräsentativ für die Art als Ganzes sind.
Poikilothermen wie Drosophila - Tiere, deren Körpertemperatur von externen Quellen abhängt - sind besonders anfällig für den Klimawandel. Wenn man versteht, wie sich ihr thermosensorisches Verhalten entwickelt, erhält man wichtige Erkenntnisse darüber, wie die biologische Vielfalt auf die Erwärmung der Umwelt reagieren könnte.
„Unsere Arbeit zeigt, dass diese Verhaltensweisen sowohl evolutionär flexibel als auch quantifizierbar sind“, sagte Dr. Arguello. „Indem wir sie in einem vergleichbaren und experimentell nachvollziehbaren System wie Drosophila untersuchen, können wir beginnen, die neuronalen und genetischen Grundlagen der Klimaanpassung aufzudecken und herauszufinden, wie sich ihr Verhalten bei anhaltenden Umweltveränderungen verändern könnte.“
