Jeder Mensch besitzt eine innere Uhr, die von verschiedenen Aspekten beeinflusst wird. Doch wie ist das bei Insekten? Forscher finden darauf mehr als eine Antwort.

Auch Fruchtfliegen haben ein Zeitgedächtnis. Das haben Wissenschaftler der Universität Würzburg mit Hilfe mehrerer Experimente herausgefunden. Im Mittelpunkt eines Forscherteams um Professor Martin Heisenberg vom Rudolf-Virchow-Zentrum für Experimentelle Biomedizin stand die Frage: Sind Gedächtnisleistungen von Insekten zeitspezifisch oder handelt es sich dabei nur um eine Anpassung an die speziellen Bedingungen des Futtersammelns von einem festen Ort aus?

Um diese Frage zu beantworten, trainierten die Forscher Fruchtfliegen (Drosophila melanogaster) zwei Tage lang mit Gerüchen und Futter. Die hungrigen Tiere wurden morgens und nachmittags gefüttert. Mit den zwei verschiedenen Fütterungszeiten wurden zwei verschiedene Gerüche in Verbindung gebracht. Am dritten Tag mussten die Tiere zeigen, ob sich bei ihnen eine zeitabhängige Geruchspräferenz gebildet hatte. Und tatsächlich: Fruchtfliegen, die am Morgen getestet wurden, bevorzugten den Duft, der ihnen morgens zusammen mit der Nahrung präsentiert worden war. Tiere, die nachmittags getestet worden, bevorzugten dagegen den Nachmittagsduft.

Die Fähigkeit, sich an Tageszeiten zu erinnern, ist bei Fruchtfliegen allerdings begrenzt. Die Tiere konnten den beiden Düften nur folgen, wenn mindestens vier Stunden zwischen den zwei Trainingseinheiten lagen. Unterhalb dieser Zeitspanne zeigten sie keine Trainingseffekte.

Permanente Helligkeit verhindert Lernerfolg

Die nächste Frage der Forscher war, ob und wie sich äußere Zeitgeber wie zum Beispiel Tageslicht auf das Zeitgedächtnis der Fruchtfliegen auswirken. Dafür wurde während des zweitägigen Trainings ein normaler Tag-Nacht-Rhythmus, mit zwölf Stunden Helligkeit und zwölf Stunden Dunkelheit, simuliert. Am dritten Tag jedoch blieb das Licht aus. Auch bei den Tests in völliger Dunkelheit zeigten die Versuchstiere, das zuvor antrainierte Zeitgedächtnis. Das blieb auch so, wenn man die Fliegen in Dunkelheit trainierte. Nur bei konstant hellem Licht rund um die Uhr blieb der Lernerfolg aus.

"Diese Ergebnisse zeigen klar, dass Insekten wie die Fruchtfliege einen inneren Mechanismus besitzen, der ihnen das zeitlich gesteuerte Geruchslernen ermöglicht", sagt Heisenberg. Im nächsten Schritt gehe es nun darum, die neuronalen Strukturen und molekularen Prozesse zu untersuchen, die diesem Mechanismus zugrunde liegen.