Die ersten Insekten konnten noch nicht richtig riechen

Neues aus der Forschung

Meldung vom 27.03.2014

Geruchsrezeptoren in der Art moderner Insekten sind in der Evolution lange nach der Besiedelung des Festlands entstanden.


140327-1203_medium.jpg
 
Ofenfischchen Thermobia domestica
Foto: Sascha Bucks / Max-Planck-Institut für chemische Ökologie
Missbach, C., Dweck, H., Vogel, H., Vilcinskas, A., Stensmyr, M. C., Hansson, B. S., Grosse-Wilde, E. 2014. Evolution of insect olfactory receptors. eLife
DOI: 10.7554/elife.02115

Der Geruchssinn ist für Insekten überlebenswichtig. Nur wenn sie kleinste Spuren chemischer Signale wahrnehmen, können sie ihre Nahrung finden, mit Artgenossen kommunizieren und sich vor Fressfeinden schützen. Wissenschaftlern am Max-Planck-Institut für chemische Ökologie in Jena zufolge haben sich viele Proteine zur sensiblen Wahrnehmung von Gerüchen bei Insekten trotzdem erst relativ spät entwickelt. Das komplexere Geruchssystem moderner Insekten ist demnach nicht wie ursprünglich angenommen eine Anpassung an ein Leben außerhalb des Wassers. Vielmehr fand die Entstehung der hochsensiblen Geruchswahrnehmung zu einem späteren Zeitpunkt in der Evolution von Insekten statt, vermutlich als Insekten das Fliegen lernten. Die Ergebnisse wurden jetzt in der Open Access Zeitschrift eLife veröffentlicht.

Viele Insektenarten nutzten drei Familien von Rezeptorproteinen, um die vielen unterschiedliche Gerüche in ihrer Umgebung wahrzunehmen. Dazu zählen die Odorant-Rezeptoren. Sie bilden einen funktionellen Komplex mit einem anderen Protein, dem sogenannten Odorant-Rezeptor-Co-Rezeptor, der den Insekten eine hochempfindliche und schnelle Wahrnehmung von Umgebungsdüften ermöglicht.

Krebse und Insekten stammen von denselben Vorfahren ab. Da Krebse keine Odorant-Rezeptoren haben, gingen Wissenschaftler bislang immer davon aus, dass sich diese Rezeptoren im Zuge das Landgangs früher Insekten entwickelt haben. Diese These basiert auch auf der Annahme, dass für die Vorfahren der heutigen Insekten die Fähigkeit überlebenswichtig war, Duftmoleküle in der Luft und nicht mehr in Wasser aufgelöst wahrzunehmen.

Bisherige Forschungsarbeiten zu Geruchsrezeptoren von Insekten haben sich auf geflügelte Insekten konzentriert. Wissenschaftler um Ewald Große-Wilde und Bill Hansson aus der Abteilung Evolutionäre Neuroethologie am Max-Planck-Institut für chemische Ökologie haben jetzt die Geruchswahrnehmung von evolutionsgeschichtlich älteren, flügellosen Insekten genauer unter die Lupe genommen: des Felsenspingers Lepismachilis y-signata und des ebenfalls ungeflügelte Ofenfischchens Thermobia domestica sowie des Wandelnden Blatts Phyllium siccifolium, das zu den geflügelten Insekten zählt. Da alle drei untersuchten Insektenarten zu unterschiedlichen Zeiten in der Evolutionsgeschichte der Insekten entstanden sind, wollten die Forscher Rückschlüsse auf den Zeitpunkt der Entstehung von Geruchsrezeptoren ziehen.

Christine Mißbach, Erstautorin der Studie, hat die aktiven Gene in den Insektenantennen, auf denen die Geruchsrezptoren sitzen, analysiert.

„Das Ofenfischchen, das am engsten mit den fliegenden Insekten verwandt ist, besitzt erstaunlicherweise verschiedene Co-Rezeptoren, während die Odorant-Rezeptoren selbst fehlen“, stellte sie überrascht fest. Im Felsenspringer dagegen haben die Forscher keinerlei Hinweise auf ein Geruchssystem gefunden, das auf Odorant-Rezeptoren basiert.

„Die für den Geruchssinn moderner Insekten wichtige Rezeptorenfamilie ist demnach nicht im Zuge des Landgangs entstanden, sondern weit später in der Evolution“, fasst Ewald Grosse-Wilde die Ergebnisse zusammen. Die Forscher glauben, dass die eigentlichen Odorantrezeptoren sich wohl unabhängig vom Co-Rezeptor entwickelten, und zwar lange nachdem die Insekten vom Leben im Wasser auf ein Leben an Land übergegangen waren. In weiteren Untersuchungen wollen die Wissenschaftler jetzt herausfinden, warum in manchen Arten nur Co-Rezeptoren vorkommen und welche Funktion sie haben. [AO]


Diese Newsmeldung wurde erstellt mit Materialien von idw-online


News der letzten 7 Tage

www.biologie-seite.de 14 Meldungen

Meldung vom 17.05.2019

Echoortung von Fledermäusen - Exzellente Navigation mit wenig Information

LMU-Forscher widerlegen bisherige Annahmen über die Echoortung: Fledermäuse haben deutlich weniger räumlich ...

Meldung vom 17.05.2019

Neues Petersilien-Virus von Braunschweiger Forschern entdeckt space

Neues Petersilien-Virus kommt im Raum Braunschweig und anderen Teilen Deutschlands vor.

Meldung vom 16.05.2019

Bettgenosse gesucht: Wer war der erste Wirt der Bettwanzen

Ein internationales Team von Wissenschaftlern unter der kooperativen Leitung des TUD Biologen Prof. Klaus Rein ...

Meldung vom 15.05.2019

Schimpansen graben mit Werkzeugen nach Futter

Forschungsteam filmt im Zoo erstmals, wie die Menschenaffen vorgehen, um an vergrabene Leckereien zu kommen.

Meldung vom 15.05.2019

Übersatte Bakterien machen den Menschen krank

SFB 1182-Forschungsteam schlägt in einer neuen Hypothese vor, dass Entzündungskrankheiten durch ein Nahrungs ...

Meldung vom 15.05.2019

Große Fragen zur Rolle mikroskopischen Lebens für unsere Zukunft

Wie Mikroorganismen die dynamische Entwicklung unserer Erde beeinflussen.

Meldung vom 15.05.2019

Wälder tragen weniger zum Klimaschutz bei als vermutet

Eine Studie mit Beteiligung der Eidg. Forschungsanstalt für Wald, Schnee und Landschaft WSL könnte ein Dämp ...

Meldung vom 15.05.2019

Ausgezirpt - Drastischer Biomasseverlust bei Zikaden in Deutschland

In der April- Ausgabe der vom Bundesamt für Naturschutz herausgegebenen Zeitschrift „Natur und Landschaft ...

Meldung vom 14.05.2019

Relaisstation im Gehirn steuert unsere Bewegungen

Die Relaisstation des Gehirns, die Substantia nigra, beherbergt verschiedene Arten von Nervenzellen und ist f ...

Meldung vom 14.05.2019

Archaeopteryx bekommt Gesellschaft

Forscher der Bayerischen Staatssammlung für Paläontologie und Geologie (SNSB-BSPG) sowie der LMU München be ...

Meldung vom 14.05.2019

Geschlechtsreife Aale bauen ihre Knochen ab

Um zu ihren Fortpflanzungsgebieten zu gelangen, schwimmen Europäische Aale mehrere Tausend Kilometer auf die ...

Meldung vom 13.05.2019

Universität Stuttgart benennt neue Bärtierchen-Art: Milnesium inceptum entdeckt

Eine neue Bärtierchen-Art wurde von Dr. Ralph Schill vom Institut für Biomaterialien und biomolekulare Syste ...

Meldung vom 13.05.2019

Anglerinnen und Angler sorgen für Fischartenvielfalt im Baggersee

Forschende des Leibniz-Instituts für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB) haben zusammen mit Fischere ...

Meldung vom 09.05.2019

Wie Stammzellen ein Gehirn korrekter Größe und Zusammensetzung bauen

Im Laufe der Gehirnentwicklung erzeugen Stammzellen unterschiedliche Typen von Neuronen zu unterschiedlichen Z ...


03.05.2019
Eine Frage der Zeit
24.04.2019
Kraftwerk ohne DNA

06.03.2019
Bindung mit Folgen
16.01.2019
Plötzlich gealtert

19.12.2018
Baum der Schrecken
07.11.2018
Plastik im Fisch
28.09.2018
Gestresste Pflanzen

13.08.2018
Wie Vögel lernen

15.06.2018
Primaten in Gefahr
24.05.2018
Störche im Aufwind
27.03.2014
Kenne Deinen Fisch!
27.03.2014
Leben ohne Altern
27.03.2014
Lebensraum Käse
27.03.2014
Domino im Urwald
27.03.2014
Trend-Hobby Imker
27.03.2014
Wie Bienen riechen

Newsletter

Neues aus der Forschung