Wütend fliegt mag erklären, menschliche Aggression

Behind the Scenes Artikel wurde LiveScience in Zusammenarbeit mit der National Science Foundation zur Verfügung gestellt.

Vor kurzem, Biologe David Anderson dargelegt, um zu erfahren, ob fliegen, wie Bienen, wütend werden können — Teil einer größeren Anstrengung wie tierisches Verhalten zu studieren bezieht sich auf Genetik.

"Jedes Mal, wenn Sie eine Fliege weg von Ihren Hamburger swat, scheint es, aggressiver oder anhaltend zurückzukommen, das Essen '', sagte Anderson." Menschen Fragen darüber, ob gibt es so etwas wie eine 'böse' Fliege, aber niemand würde die Idee von einer wütenden Biene Herausforderung – vor allem jemand, der von einem gestochen worden ist.''

Um seine Hypothese zu testen, Anderson, ein NSF unterstützt Howard Hughes Medical Institute (HHMI) Ermittler am Caltech, erstellt ein Experiment, das traditionelle "Bienen-auf-den-Picknick-Tisch '' Szenario mit Drosophila, die gemeinsame Fruchtfliege (oder genauer gesagt, die Essig-Fliege) nachempfunden.

"Wir entwickelten die"Blätterteig-o-Mat"Vorrichtung, mit der Idee einige fliegen Essen an einem Ende, und dann blasen die fliegen weg vom Essen mit einer sanften Luftstoß jedes Mal, wenn sie nahe daran,'' sagte er." Dann wir gemessen, ob die fliegen mehr aufgeregt wurde und näherte sich das Essen noch aggressiver nach erleben diese frustrierende Erfahrung mehrere Male. "

Wie sich herausstellte, brauchte sie nicht einmal das Essen.

"Zu unserer Überraschung," Anderson "sei einfach bläst die fliegen weg von ihren Füßen mehrmals hintereinander ausreichend, um sie sich geärgert. So wir beschlossen, darauf zu konzentrieren – die Erregung Antwort – weil es viel einfacher, ohne Essen und ohne zu hungern die fliegen eingerichtet war. Der Teil mit der Nahrung nie schafften es in die Abschlussarbeit,"eine Studie veröffentlicht in der Zeitschrift Nature Anfang Dezember 2009.

Die Fliegen zeigten eine primitive Emotion-ähnliches Verhalten. Dazu aufgefordert werden, durch eine Reihe von lebhaften Luftstöße in rascher Folge geliefert, die fliegen lief ihre Testkammern in einer hektischen Art und Weise, und hielt es für mehrere Minuten. Sogar nachdem die fliegen wieder beruhigt hatte, blieb sie überempfindlich auf einen einzigen Luftstoß.

Die Forschung hat gezeigt, dass Drosophila ein Pheromon produziert – ein Botenstoff – fördert Aggression, und direkt mit bestimmten Nervenzellen in der Fliege-Antenne verbunden. Anderson und seine Kollegen glauben, dass die Ergebnisse letztlich für die Beziehung zwischen der Neurotransmitter Dopamin und Aufmerksamkeit Defizit-Hyperaktivitätstörung relevant sein können. {{video = "LS_100115_fruit-Fliege-Longe" Title = "wütend fliegt Longe für Each Other" Caption = "Aggressive Longe Verhalten zwischen zwei männlichen Fruchtfliegen in Zeitlupe zu sehen. Kredit: Kalkung Wang und Michael Maire, Caltech "}}

Das Gehirn von Drosophila enthält ca. 20.000 Neuronen und ist seit langem als ein wertvolles System, um die genetische Basis des Lernens, Balz, Speicher und zirkadiane Rhythmen zu studieren.

In den letzten Jahren wurde die Drosophila-Forschung auch ein leistungsfähiges Werkzeug, um Emotionen zu studieren. Die meisten von den Genen der Fruchtfliege sind auch beim Menschen, einschließlich Neuronen, die Chemikalien im Gehirn verbunden mit mehreren psychiatrischen Störungen zu produzieren.

Zum Beispiel in einer früheren Studie, die Forscher demonstriert wie Drosophila hunkers nach unten und nicht mehr bewegt als Reaktion auf einen stetigen Wind – eine sensorische Tool, verbessern könnte, wie die Insekten während des Fluges zu navigieren, und könnte den Wissenschaftlern helfen, erfahren Sie mehr über das Nervensystem.

Anderson kam zu diesem Forschungsgebiet nach Anhäufung eine eindrucksvolle Bilanz der Entwicklungsbiologie von neuralen Stammzellen bei Mäusen zu studieren. Er entschied, dass er etwas Neues ausprobieren wollte. Wechsel von wissenschaftlichen Richtungen mid-Career ist immer riskant, es braucht Mut und die Bereitschaft zum Scheitern verurteilt, aber Anderson war Spiel.

"Die Änderung im Feld passiert langsam, in zwei Stufen,'' sagte er." Erstens haben wir begonnen, neuronale Schaltkreise, die zugrunde liegenden emotionales Verhalten bei Mäusen zu studieren, denn das ist der Organismus, die, den wir für unsere Studien benutzt hatte. Es begann mit einem Fokus auf Angst. Aber ich hatte im Gespräch mit Seymour Benzer – mein Kollege an der Caltech und Vater von Drosophila Verhaltensgenetik – seit Jahren darüber, ob eine Angst in fliegen studieren konnte, und er hatte immer ermutigte mich zu suchen. "

Wann wurde klar, dass die Studien an Mäusen würden länger dauern, als er es erwartet hatte – die Werkzeuge, die er brauchte, waren noch nicht ausgereifte — Anderson beschlossen, seine Aufmerksamkeit auf die fliegen zu machen.

"Außerdem hatte ich diese Idee, dass Sie große Anzahl von fliegen, Neuronen beteiligt bestimmte Verhaltensweisen zu finden, genau wie Menschen fliegen um Gene spezifische Verhaltensweisen beteiligt, und dem Ansatz versuchen wollte finden screening wurde hatte Bildschirm könnte '' sagte er." Damals war es eine relativ neue Idee. Heute, sieben Jahre später, jeder tut es. "

Die Arbeit begann im ernst um 2002 Greg Suh, postdoctoral Fellow mit einem starken Hintergrund in der Fliege Genetik sein Labor wechselte.

"Überraschenderweise schien es relativ leicht zu Beginn der Arbeit an fliegen nach Überwindung der Aktivierung Energiebarriere Umstieg von der Entwicklung auf Verhalten,'' sagte er. Im Gegensatz dazu, wenn ich auf die Entwicklung tätig war, ich war immer denken über einen Wechsel zu fliegen, aber zu eingeschüchtert von der Änderung, das Risiko einzugehen. Ich denke, wenn Sie sich für ein großes Risiko gesetzt – Felder ändern – geringere Risiken, wie das ändern zu einem neuen Modellorganismus weniger einschüchternd.''

Anderson, 53, geboren in Washington, D.C., wuchs aber in northern New Jersey mit einem Vater, der war ein Physiker und eine Mutter, die spanischen und portugiesischen gelehrt hatte. Er interessierte sich für Wissenschaft als Folge verbringt seine Kindheit und Jugendlichen Sommern in Woods Hole, Massachusetts, wo sein Vater gearbeitet hatte, seit den frühen 1950er Jahren an der Woods Hole Oceanographic Institut und wo seine Eltern ein kleines Haus gebaut hatte.

"In Woods Hole, sie hatten Wissenschaft Schule für kleine, Alter sechs bis vierzehn Kinder,'' sagte er." Sie belegte Kurse wie "Ichthyologie" oder "Meer leben," und ging auf eine Menge von Exkursionen sammeln Tiere von der Küste entfernt und bringt sie zurück, legte sie in Aquarien und beobachten sie. So, das war Spaß. "

Seine Spielkameraden waren die Kinder von Biologen arbeiten am Marine Biological Laboratory (MBL), eine weitere ozeanographische Institut und seine Nachbarin Philip Grant war ein bekannter Entwicklungsbiologe, ermutigte sein Interesse an der Wissenschaft. "Ich ihn irgendwie mein"Biologie Vater,"im Gegensatz zu meinen"leiblichen Vater"betrachten", sagte Anderson.

Anderson wurde zu alt für die Wissenschaft-Schule, half Grant und ein anderer Wissenschaftler Anderson einen Job bei MBL waschen Reagenzgläser bekommen. "Obwohl es Scut-Arbeit war, diesen Job hat mich wirklich das Gefühl, dass ich meinen Fuß in die Tür bekommen,'' sagte er. Von außen schien die MBL sehr geschlossen und nepotistische: die nur Kinder, die Sommer-Jobs in den Labors hatte waren die Kinder von Biologen, die dort arbeiteten. So war für mich, der Sohn des Physikers, der nichts zu tun mit der MBL, um dort einen Job bekommen hatte eine große Sache."

"In gewisser Weise ich immer das Gefühl ein bisschen ein Außenseiter in Woods Hole Sommer Gemeinschaft, weil meine Familie war kein"MBL"Familie," fügt er hinzu. " Vielleicht war das eines der Dinge, die mich motiviert, in Biologie erfolgreich zu sein. Ich dachte: "Ich werde gehen und zeigen ihnen, dass ich genauso gut ein Biologe wie sie sind werden kann." Also tat ich. Hier ist die Ironie: praktisch keine Kinder ich in Woods Hole wusste, deren Eltern Biologen waren, ging in Wissenschaft, oder wenn sie es taten, bleiben sie nicht in der Wissenschaft. "

Anderson erwarb seinen A.B in biochemische Wissenschaften in Harvard und promovierte in der Zellbiologie an der Rockefeller University und wurde am Caltech seit 1989, jetzt glücklich verheiratet und stolzer Vater "Leihmutter" zwei Katzen.

Er war zuerst interessierte sich wie Tiere chemische Signale verwenden, während ein Nichtgraduierter kommunizieren aber durch einen Kurs in der Zellbiologie abgelenkt, während sein Neulingjahr und so beeindruckt mit dem Professor, nach dem er einen Labor-Job gefragt.

Doch war es sein wissenschaftlicher Berater und Karriere Mentor, Richard Axel (Sieger von 2004 Nobelpreis für Physiologie oder Medizin), die seine wissenschaftliche Methode geprägt. Während Fellow in Axels Columbia University Lab vor fast 30 Jahren Anderson das sich entwickelnde Nervensystem und ihre Beziehung zur molekularen Biologie zu studieren begann.

"Ich gerechtfertigt es mir sagen, dass wenn ich chemische Kommunikation zwischen Tieren interessiert war, musste ich lernen, die Rezeptoren für die Signale, mit denen sie kommunizieren,'' sagte er." Aber es war nur eine erfundene Begründung. "

Die Realität? Anderson wurde durch eine andere Art von Wissenschaft überfallen, die er zur Zeit mehr interessant fand. "Das hält irgendwie an mir wahr,'', sagt er.

Erfahren Sie mehr über Andersons mit Obst Fliegen arbeiten, lesen Sie die aktuelle Pressemitteilung von Caltech.

• Natur der größten Schädlinge
• Die Evoluation der menschlichen Aggression
• Video: Gerade fliegen Longe für einander

Anmerkung der Redaktion: Diese Forschung wurde unterstützt durch die National Science Foundation (NSF), die Bundesagentur für angeklagt Finanzierung von Grundlagenforschung und Ausbildung in allen Bereichen der Wissenschaft und Technik. Meinungen, Erkenntnisse und Schlussfolgerungen oder Empfehlungen ausgedrückt in diesem Material sind die des Autors und spiegeln nicht unbedingt die Ansichten von der National Science Foundation. Sehen den Blick hinter die Kulissen Archiv.