Die Kodierung von Gerüchen bis hin zu Verhaltensentscheidungen in Kakerlakengruppen

• Antragstellerin: Dr. Einat Couzin-Fuchs, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Biologie des Verhaltens und der Sinne ; Kognitive, systemische und Verhaltensneurobiologie
• Förderung: Förderung seit 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 465310243

Eine zentrale Herausforderung bei der Untersuchung sozialer Organismen besteht darin, zu verstehen, wie individuelle Entscheidungen den sozialen Kontext in dem sie getroffen werden prägen und von diesem beeinflusst werden. Dabei ist es unsere Absicht diese Beziehung über neuronale, individuelle und kollektive Größenordnungen hinweg, unter Verwendung von Schaben als Modellsystem, zu untersuchen. Bei diesen Tieren zeigt das Paradigma der kollektiven Auswahl eines Verstecks ein deutliches Wechselspiel zwischen dem Vorteil von Ansammlungen auf der einen Seite, und den Kosten des Wettbewerbs auf der anderen, und liefert somit Beispiele für Konflikte zwischen kollektiven Entscheidungen und solchen, die von einzelnen Tieren allein erreicht worden wären. In einer aktuellen Studie beobachteten wir die Auswahl eines Verstecks im Hinblick auf die sensorische Repräsentation eines Futtergeruchs (Vanillin), der für einzelne Kakerlaken attraktiv war, von Gruppen allerdings gemieden wurde. Wir entdeckten, dass die eine vergleichbare Veränderung der Präferenz auftritt, wenn ein sozialer Geruch hinzugegeben wird (ein Extrakt aus dem Kot der Kolonie) und dass sich die neuronalen Repräsentationen der beiden Geruchsstoffe (Vanillin und Kot) im Lobus antennalis, dem ersten olfaktorischen Verarbeitungszentrum im Gehirn, überschneiden. Die Möglichkeit, einen "sozialen" Kontext durch die Verwendung eines sozialen Geruchs zu ersetzen, bietet eine einzigartige Gelegenheit die Integration von sozialen und appetitiven Signalen innerhalb eines einzigen sensorischen Zentrums zu untersuchen. Darauf aufbauend zielen wir in diesem Antrag darauf ab, individuelle und kollektive Entscheidungen in Bezug auf die wahrgenommenen Werte der Unterkünfte systematisch zu untersuchen. Wir interessieren uns sowohl für die Beziehungen zwischen der peripheren Geruchskodierung und der Valenz (Ziele 1, 2 und 3), als auch für die Beziehungen zwischen individuellen Entscheidungen und solchen auf Populationsebene (Ziele 1 und 4). Die von uns vorgeschlagenen Experimente werden sich mit den folgenden drei Fragen befassen. Erstens: Wie beeinflussen appetitive und soziale Gerüche unterschiedlicher Qualität und Quantität die Zufluchtswahl? Zweitens: Inwieweit stehen Entscheidungen im Zusammenhang mit der olfaktorischen Repräsentation einer Zuflucht? Drittens: Wie werden olfaktorische Repräsentationen berechnet und wie werden letztendlich individuelle Entscheidungen in Entscheidungen auf Bevölkerungsebene umgesetzt?

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen