Wie externe Signale das Verhalten von Tieren modulieren: Direkte Effekte des Lichtes auf das rhythmische Schlupfverhalten von Drosophila melanogaster.

• Antragstellerin: Dr. Mareike Pauls-Selcho
• Fachliche Zuordnung: Kognitive, systemische und Verhaltensneurobiologie
• Förderung: Förderung von 2019 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 420900883

Ein an die Tageszeit angepasstes Verhalten von Tieren ist äußerst wichtig für deren Fitness. Licht beeinflusst das tägliche Verhalten auf zwei Arten: (1) zum Einen wirkt die zyklische Veränderung in der Lichtintensität als synchronisierendes Signal, das die innere (zirkadiane) Uhr an einen 24h Rhythmus anpasst; (2) zum Anderen moduliert Licht das Verhalten aber auch direkt, denn es erhöht die Aufmerksamkeit, Bewegung, Körpertemperatur und den Herzschlag in tagaktiven Tieren, einschließlich Menschen, und unterdrückt Aktivität und fördert Schlaf in nachtaktiven Tieren. Diese direkten Lichteffekte sind unabhängig von der zirkadianen Uhr, können aber uhrgesteuerte Verhalten überschreiben oder verstärken und werden daher als maskierende Lichteffekte bezeichnet. Diese sind essentiell für direkte Antworten eines Tieres auf Veränderungen in seiner Umwelt und für die gezielte Anpassung des Verhaltens. In Drosophila melanogaster werden direkte Lichteffekte über die Augen vermittelt und sind eindeutig als „Licht-an“-Antwort im Schlüpfrhythmus zu sehen. Der Schlupf ist durch die innere Uhr auf den frühen Tag gelegt, um das Vertrocknen der frisch geschlüpften Fliegen zu verhindern und so die Überlebenschancen zu erhöhen. Ein Lichtsignal löst als direkte Antwort auf den externen Stimulus einen sofortigen Anstieg der Schlupfrate aus.Mit diesem Projekt möchten wir das neuronale Netzwerk, das den direkten Lichteffekten zu Grunde liegt, beschreiben. Mit Hilfe genetischer Methoden, Verhaltensanalysen, lichtmikroskopischer Beschreibungen und Imaging-Experimenten werden wir zum ersten Mal die neuronalen Mechanismen hinter direkten Lichtantworten aufdecken und damit neue Einblicke erhalten wie externe Signale Gehirnaktivität und damit auch Verhalten modulieren.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Mitverantwortlich(e): Professorin Dr. Charlotte Förster