Inhaltszusammenfassung

Die vorliegende Arbeit leistet einen Beitrag zur Aufklärung der Strukturen und Signalwege für die Ausbildung eines nicht-visuellen Orientierungsgedächtnisses in der Taufliege Drosophila melanogaster. Diese Fähigkeit zur idiothetischen Orientierung ist nicht nur höheren Lebewesen, wie Mäusen oder Ratten vorbehalten, auch von Insekten, wie der Wüstenameise und der Biene, ist bekannt, dass sie über das Mittel der Vektorverrechnung einen Idealkurs einhalten können. Seit einiger Zeit steht auch Dr...Die vorliegende Arbeit leistet einen Beitrag zur Aufklärung der Strukturen und Signalwege für die Ausbildung eines nicht-visuellen Orientierungsgedächtnisses in der Taufliege Drosophila melanogaster. Diese Fähigkeit zur idiothetischen Orientierung ist nicht nur höheren Lebewesen, wie Mäusen oder Ratten vorbehalten, auch von Insekten, wie der Wüstenameise und der Biene, ist bekannt, dass sie über das Mittel der Vektorverrechnung einen Idealkurs einhalten können. Seit einiger Zeit steht auch Drosophila im Fokus der Forschung zur nicht-visuellen Orientierung. Wir konnten über ein neu entwickeltes Paradigma (Idiothetic Orientation in the Dark Assay) neuronale Strukturen und Signalwege im Zentralkomplex der Taufliege bestimmen, welche für die Ausbildung eines idiothetischen Orientierungsgedächtnisses benötigt werden. Folgende Thesen können anhand der Ergebnisse bewiesen werden. Die Fliege besitzt ein idiothetisches Orientierungsgedächtnis, welches ihr ermöglicht, sich ohne visuelle Landmarken, bzw. in völliger Dunkelheit im Raum zu orientieren. Dieses Verhalten ist unabhängig von magnetischen Feldern oder olfaktorischen Orientierungspunkten. Dabei wird das System der Pfadintegration verwendet, was es der Fliege ermöglicht, eine zuvor bestrafte Hälfte eines lichtfreien, homogenen Röhrchens für mindestens drei Minuten zu vermeiden. Für die Ausbildung dieses Orientierungsgedächtnisses wird die Durchleitungsfunktion des Ellipsoidkörpers in den Ringen R1, R2, R3d mit R3p, sowie wahrscheinlich R4d benötigt. Die Untersuchung der 2018 entdeckten Systeme R5 und R6 (Omoto et al. 2018) steht noch aus. Für die Orientierung im IODA unter Lichtbedingungen wird R3d zusammen mit R3p nicht benötigt. Die Genprodukte von amnesiac, radish, ellipsoid body open, no receptor potential A, cryptochrome, rutabaga und dunce sind in die nicht-visuelle Signalkaskade involviert. Nicht benötigt werden hingegen period und ignorant, wobei auch amnesiac keinen Einfluss auf die Orientierung im IODA unter Lichtbedingungen ausübt. Demnach ist es wahrscheinlich, dass sich idiothetisches und visuelles Orientierungsgedächtnis in ihren Signalwegen unterscheiden. Das idothetische Orientierungsgedächtnis wird wahrscheinlich über den cAMP/PKA (zyklisches Adenosinmonophosphat/Proteinkinase A) -Signalweg vermittelt, welcher rut-Adenylylzyklase und dnc-Phosphodiesterase 4 beinhaltet, während das visuelle Orientierungs-gedächtnis zusätzlich den cGMP (zyklisches Guanosinmonophosphat)-Signalweg benötigt (Kuntz et al. 2017). Der sekundäre Botenstoff cGMP aktiviert die foraging Proteinkinase G (PKG) und die ignorant Ribosomale S6 Kinase II (RSKII). Da jedoch ign58/1 nicht für die idiothetische Orientierung benötigt wird, ist auch eine Involvierung des cGMP-Signalweges unwahrscheinlich. Die Modifizierung des cAMP-Spiegels zur Signaltransduktion findet über die rut-AC im Ringsystem R3m und R2, und der dnc-PDE4 im Ringsystem R3m oder R3d und R3p statt. cryptochrome ist essentiell in einem Subsystem des Ringsystems R4. CRY ist akut in die lichtunabhängige Etablierung des idiothetischen Orientierungsgedächtnisses eingebunden. Die kolumnären Neuronenklassen P-EN und E-PG (Protozerebralbrücke-zu-Ellipsoidkörper und Noduli bzw. Ellipsoidkörper-zu-Protozerebralbrücke und Gall) Neurone, sowie die AOTU, sind nicht nur im visuellen Arbeitsgedächtnis, sondern auch im nicht-visuellen Orientierungsgedächtnis entscheidend beteiligt. In der visuellen Orientierung nach Landmarken scheint jedoch nur ein Teil der AOTU eine Rolle zu spielen, die P-EN und E-PG Neurone werden dabei nicht benötigt.» weiterlesen» einklappen

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DDC Sachgruppe:
Naturwissenschaften