Die Auswirkungen von sozialen Interaktionen auf das Verhalten von Fruchtfliegen

Tiere, inklusive Menschen, leben oft in Gruppen. Trotzdem wachsen die Gefühle der Einsamkeit in der heutigen Welt, trotz der Fortschritte in der Technologie, die uns beim Kommunizieren helfen. Mangelnde soziale Interaktion kann unserer Gesundheit, Lebensqualität schaden und sogar unsere Lebensspanne verkürzen. Forschungen an Fruchtfliegen, bekannt als Drosophila melanogaster, zeigen, dass sozialer Kontakt das Verhalten auf wichtige Weise verändern kann. Zum Beispiel, wenn Fliegen Zeit miteinander verbringen, verringert sich ihre Aggression gegeneinander, es ändert sich ihre Nahrungsaufnahme und beeinflusst ihre Schlafmuster.

#Wie soziale Interaktion Fliegen beeinflusst

Bei Fruchtfliegen hat sich herausgestellt, dass soziale Interaktion viele Verhaltensweisen beeinflusst. Wenn Fliegen Zeit zusammen verbringen, zeigen sie weniger Aggression gegenüber männlichen Rivalen. Auch ihre Nahrungsaufnahme verändert sich und ihr Schlaf kann je nach Situation zunehmen oder abnehmen. Forschungsarbeiten zeigen, dass bestimmte Gene im Gehirn der Fliegen eine wichtige Rolle bei diesen Veränderungen spielen. Insbesondere Gene, die mit Dopamin in Verbindung stehen-einer chemischen Substanz im Gehirn, die mit Gefühlen von Freude und Belohnung assoziiert ist-sind von sozialen Interaktionen betroffen.

Eine bestimmte Struktur im Gehirn der Fliegen, die als Pilzkörper bekannt ist, ist wichtig für Lernen und Gedächtnis. Damit Fliegen langfristige Erinnerungen bilden können, müssen spezifische Gene wie rutabaga und dunce richtig funktionieren. Diese Gene helfen, die Menge eines Moleküls namens CAMP zu regulieren, das für die Gehirnplastizität-die Fähigkeit des Gehirns, sich basierend auf Erfahrungen zu verändern und anzupassen-entscheidend ist.

#Sozialisierung und langfristige Verhaltensänderungen

In einer Studie schauten die Forscher, ob soziale Erfahrungen zu anhaltenden Verhaltensänderungen führen könnten. Sie fanden heraus, dass Fliegen, die Soziale Interaktionen hatten, Verhaltensänderungen zeigten, die mehrere Stunden anhielten, nachdem sie allein waren. Dazu gehörte, wie viel Nahrung sie konsumierten, wobei sozialisierte Fliegen weniger assen als die, die von Anfang an allein waren. Die Forscher führten Tests durch, bei denen sie Fliegen beobachteten, die zusammen gruppiert und dann isoliert wurden. Sie stellten fest, dass diese Fliegen, selbst nachdem sie eine Weile allein waren, immer noch weniger Nahrung assen als die, die nie sozialisiert wurden.

Um tiefere Einblicke zu gewinnen, testeten sie Fliegen mit Mutationen in den rut- und dunce-Genen, um zu sehen, wie sich diese auf das Fressverhalten auswirkten. Mutierte Fliegen zeigten nach der Isolation nicht denselben Rückgang der Nahrungsaufnahme, was darauf hindeutet, dass der cAMP-Signalweg entscheidend für diese Verhaltensänderungen ist.

#Der Einfluss von Sozialisierung auf den Schlaf

Soziale Interaktion spielt auch eine Rolle dabei, wie Fruchtfliegen schlafen. Wenn Fliegen in Gruppen gehalten werden, schlafen sie tendenziell mehr. Bestimmte Erfahrungen, wie Werben, können jedoch kurzfristig den Schlaf bei männlichen Fliegen verringern. Das zeigt, dass soziale Erfahrungen komplexe Auswirkungen auf Schlafmuster haben können.

In den Studien massen die Forscher den Schlaf bei Fliegen mit Geräten, die genau erkannten, wann Fliegen bewegungslos waren, um eine genauere Bewertung des Schlafs zu ermöglichen. Sie fanden einen klaren Unterschied in den Schlafmustern zwischen sozialisierten und isolierten Fliegen. Fliegen mit der rut-Gen-Mutation zeigten keinen signifikanten Unterschied in ihrer Schlafdauer, während das bei den Fliegen mit der dunce-Mutation der Fall war.

Die Forscher untersuchten, wie lange die Auswirkungen der Sozialisierung ohne jegliche Interaktion anhalten konnten. Sie sozialisierten Fliegen für unterschiedliche Zeitspannen, bevor sie sie isolierten und über mehrere Tage ihren Schlaf bewerteten. Sie fanden heraus, dass sozialisierte Fliegen auch nach der Isolation weiterhin Veränderungen im Schlafverhalten zeigten, die bis zu drei Tage anhielten.

#Sozialisierung und Aggressionslevel

Ein weiteres Verhalten, das durch soziale Interaktion beeinflusst wird, ist Aggression. Isolierte Fliegen, die zuvor sozialisiert waren, zeigten weniger aggressive Verhaltensweisen im Vergleich zu denen, die seit ihrer Geburt allein waren. Die Forscher beobachteten die Aggressionslevel zu verschiedenen Zeitpunkten nach der Isolation und fanden heraus, dass sozialisierte Fliegen stundenlang weniger aggressiv blieben. Das deutet darauf hin, dass soziale Erfahrungen dauerhafte Veränderungen in der Aggression hervorrufen können.

Als sie die Rolle bestimmter Gene in Bezug auf Aggression betrachteten, fanden sie heraus, dass die rut-mutierten Fliegen keine Unterschiede im aggressiven Verhalten basierend auf ihren sozialen Erfahrungen aufwiesen. Das legt nahe, dass die Gene, die mit Gedächtnis und Lernen verbunden sind, entscheidend für die langfristigen Auswirkungen sozialer Erfahrungen auf die Aggression sind.

#Die Rolle der Anästhesie bei den Effekten der Sozialisierung

Anästhesie ist bekannt dafür, die Bildung von langfristigen Erinnerungen bei vielen Arten zu stören. In dieser Forschung fragten sich die Wissenschaftler, ob die Verwendung von Anästhesie auch die Auswirkungen sozialer Erfahrungen blockieren würde. Sie unterzogen Fliegen während ihrer Sozialisierungsphase zweimal täglich kurzen Kälteschocks. Nach dieser Behandlung zeigten die Fliegen keine signifikanten Änderungen in der Nahrungsaufnahme oder Schlafmustern im Vergleich zu denen, die nicht anästhesiert wurden.

Diese Erkenntnis deutet darauf hin, dass die Auswirkungen sozialer Interaktion auf das Verhalten auf ähnlichen Wegen beruhen wie die, die die Bildung von langfristigem Gedächtnis unterstützen.

#Neuronale Aktivität und Veränderungen im Gehirn

Soziale Interaktion bei Fruchtfliegen scheint mit Veränderungen der Gehirnaktivität verbunden zu sein. Bei der Betrachtung des Pilzkörpers stellten die Forscher fest, dass soziale Erfahrungen die Anzahl der Neuronen erhöhten, die auf ein spezifisches Gehirnsignal namens CREB reagierten. Das deutet auf eine erhöhte neuronale Aktivität im Zusammenhang mit Sozialisierung hin.

Um weiter zu untersuchen, verwendeten die Forscher ein spezielles Werkzeug, das es ihnen ermöglichte, Veränderungen in den Synapsen-den Verbindungen zwischen Neuronen-in den Gehirnen sozialisierten und isolierten Fliegen zu visualisieren. Sie fanden heraus, dass Sozialisierung zu einer Zunahme der Anzahl von Synapsen führte, was darauf hindeutet, dass soziale Erfahrungen Gehirnveränderungen fördern, die denen ähneln, die bei der Bildung von langfristigem Gedächtnis beobachtet werden. Diese Effekte wurden nicht bei mutierten Fliegen ohne das rut-Gen beobachtet, was darauf hinweist, dass dieses Gen entscheidend für die mit der Sozialisierung verbundenen Veränderungen im Gehirn ist.

#Fazit

Soziale Erfahrungen bei Fruchtfliegen führen zu bemerkbaren Veränderungen in verschiedenen Verhaltensweisen, von Fressverhalten und Schlaf bis hin zu Aggression. Diese Veränderungen können lange anhalten, nachdem die soziale Interaktion beendet ist. Die Einbeziehung des cAMP-Signalwegs und Modifikationen in der Hirnstruktur zeigt, dass die Mechanismen, die im Spiel sind, vergleichbar sind mit denen, die im langfristigen Gedächtnisprozess zu beobachten sind. Dennoch könnten die Auswirkungen der Sozialisierung in einigen Aspekten unterschiedlich sein, insbesondere in Bezug auf kurzfristige Verhaltensauswirkungen.

Fliegen, die nach einer Sozialisierung isoliert wurden, zeigen Verhaltensweisen, die jenen ähneln, die nie sozialisiert wurden. Das deutet darauf hin, dass Isolation ein Gefühl von Hunger erzeugen kann, das das Verhalten beeinflusst und das Verständnis von sozialen versus einsamen Erfahrungen weiter kompliziert.

Die Studie unterstreicht die Bedeutung von sozialer Interaktion und deren Auswirkungen auf Verhalten, Kognition und Gehirnaktivität bei Tieren und legt nahe, dass die Verbindungen zwischen sozialen Erfahrungen und Gedächtnisprozessen komplexer sein könnten, als zunächst gedacht.