Friedrich-Schiller-Universität Jena // Beutenberg-News

Duftlandschaft in Stereo

Wüstenameisen navigieren nach Duftlandkarten

Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für chemische Ökologie in Jena haben bei der Wüstenameise Cataglyphis eine neue Orientierungsleistung erforscht. Bekannt geworden sind die Ameisen bereits durch ihre beeindruckende visuelle Orientierung: Sie nutzen einen Sonnenkompass, kombiniert mit einem Schrittzähler, und sichtbare Landmarken, um nach der Futtersuche ihr Nest zielgenau anzusteuern. Nachdem das Forscherteam um Prof. Dr. Bill S. Hansson kürzlich entdeckte, dass die Ameisen auch ihren Geruchssinn zum Auffinden ihrer Heimat benutzen, brachten weitere Experimente jetzt zum Vorschein, dass die Tiere nicht nur die Quelle eines Duftes ansteuern, sondern sogar die Verteilung verschiedener Düfte in der Nestumgebung - einer Landkarte ähnlich - lernen und zur Navigation einsetzen können. Auch zeigte sich, dass die Tiere für diese Art der Duftnavigation beide Antennen benötigen - sie riechen die Umgebung in Stereo. Stereoriechen bei Tieren ist schon länger bekannt. Die neue Untersuchung zeigt nicht nur, dass auch Ameisen über diese Wahrnehmung verfügen: "Wir haben in unseren Experimenten nachgewiesen, dass die Wüstenameisen das Stereoriechen erfolgreich für ihre Navigation in der Wüste einsetzen können", so Bill Hansson.

Ihre beiden Antennen erlauben der Wüstenameise eine ausgeprägte
Geruchswahrnehmung
in Stereo, so dass sie verschiedene Düfte einbeziehen und sich daran orientieren kann - hier sind vier verschiedene Quellen
symbolisiert, deren Duftmoleküle die Tiere erkennen.

Bild: Knaden/MPI

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Schutz durch Antibiotika

Grabwespen-Larven nutzen Bakterien

Grabwespen der Gattung "Philanthus", die sogenannten Bienenwölfe, beherbergen nützliche Bakterien auf ihrem Kokon, die einen Schutz gegen schädliche Mikroorganismen garantieren. Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für chemische Ökologie in Jena haben nun in Zusammenarbeit mit der Universität Regensburg und dem Jenaer Leibniz- Institut für Naturstoff-Forschung - Hans- Knöll-Institut - herausgefunden, dass die Bakterien der Gattung "Streptomyces" einen Cocktail aus neun verschiedenen Antibiotika produzieren und damit eindringende Schädlinge abwehren.

Mit Hilfe bildgebender Massenspektrometrie konnte in vivo gezeigt werden, dass sich die Antibiotika konzentriert auf der Außenseite des Kokons befinden und diesen so effektiv gegen Infektionen schützen. Der Einsatz verschiedener Antibiotika wiederum verhindert Infektionen einer Vielzahl von pathogenen Mikroorganismen. Somit machen sich Bienenwölfe schon seit Millionen von Jahren ein Prinzip zu Nutze, das in der Humanmedizin als Kombinationsprophylaxe bekannt ist.

Veröffentlicht wurden die Ergebnisse in "Nature Chemical Biology, Advanced", online am 28. Februar 2010.

Eine Bienenwolf-Larve im Kokon.

Foto: Kroiß, Kaltenpoth/MPI

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Alzheimer-Plaques als Vermächtnis sterbender Zellen

Als Krankheitsursache von altersbedingter Demenz wird die Verklumpung von Eiweißen zu Amyloidplaques angesehen, die sich außerhalb von Nervenzellen ablagern. Solche Plaque- Ablagerungen sind in den Gehirnen von Alzheimer- Patienten zu finden. Bisher war der Entstehungsweg der Plaques inner- oder außerhalb der Zellen jedoch völlig unbekannt. So stellten sich den Forschern u. a. die Fragen, ob die Anhäufung, Verkettung und Verklumpung der Eiweißmoleküle, der sogenannten Abeta- Peptide, nur außerhalb der Nervenzellen und der sie umgebenden Gewebezellen stattfindet und ob die Gehirnzellen überhaupt direkt daran beteiligt sind.

Am Leibniz-Institut für Altersforschung - Fritz-Lipmann-Institut (FLI) in Jena konnte jetzt erstmalig gezeigt werden, dass die plaquebildenden Eiweiße von lebenden Zellen aufgenommen werden, im Zellinneren verklumpen und erst nach dem Zelltod als Plaques abgelagert werden. Beteiligt an der Studie waren das Leibniz-Institut für Neurobiologie in Magdeburg und das Elektronenmikroskopische Zentrum der Universität Jena.

Lebende Zellen bilden Plaque

"Bereits im Lichtmikroskop konnten wir erkennen, dass typische Alzheimer- Plaques nur entstehen, wenn lebende Zellen anwesend sind", so Dr. Marcus Fändrich, Leiter und Initiator der Studie. Somit konnte erstmals die direkte Beteiligung lebender Zellen am Auftreten der Plaques bestätigt werden. "Kurze A-beta- Peptide werden zunächst in die lebenden Zellen aufgenommen, vermutlich durch membran-abhängige Prozesse wie Endozytose oder Phagozytose", erklärt außerdem Postdoktorand Dr. Ralf Friedrich. In Vesikeln wird das A-beta-Peptid offensichtlich angehäuft und beginnt, sich zu langen Fibrillen zusammenzulagern.

Im Elektronenmikroskop waren weitere Überraschungen erkennbar: Lange A-beta-Fibrillen können die Membran der Vesikel durchstoßen und in das Zytoplasma der Zellen eindringen. Der Verdacht liegt also nahe, dass mit zunehmender Verlängerung und Verklumpung der Abeta- Fibrillen die Membranen der Vesikel und möglicherweise auch andere Zellstrukturen zerstört werden. Ob dies aber unmittelbar zum Absterben der Zellen führt, ist derzeit noch unklar. Allerdings werden erst nach dem Absterben der Zellen die A-beta-Fibrillen als Plaques außen abgelagert, fanden die beteiligten Wissenschaftler heraus.

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