Fruitvliegen gebruiken hun richtingsgevoel om verdwenen weer geursporen terug te vinden.
Voor een fruitvlieg ruikt een rijpe perzik waarschijnlijk als een feestmaal. Echter is het niet eenvoudig om zo’n vrucht te vinden: geuren bewegen mee met de lucht en vallen vaak uiteen in losse wolkjes. Lange tijd dachten wetenschappers dat insecten zulke geuren vooral volgen met simpele reflexen. Ze zouden bijvoorbeeld automatisch tegen de wind in vliegen zodra ze voedsel ruiken.
Onderzoekers van de Rockefeller University laten nu zien dat fruitvliegen een veel slimmere aanpak gebruiken: de dieren onthouden uit welke richting een geur kwam. Met die tijdelijke herinnering kunnen ze terugkeren naar een geurspoor dat ze even kwijt zijn geraakt. De resultaten verschenen in het wetenschappelijke tijdschrift Nature.
Langs de rand
De onderzoekers ontdekten dat fruitvliegen meestal niet door het midden van een geurpluim vliegen. In plaats daarvan bewegen de vliegen langs één van de randen. Ze vliegen kort de geurpluim in, draaien weer naar buiten en bewegen daarna een stukje door ‘schone’ lucht. Vervolgens keren ze terug naar dezelfde rand.
De onderzoekers noemen dit gedrag ‘edge tracking’, oftewel het volgen van de rand. Iedere keer dat een vlieg de geur verlaat onthoudt deze in welke richting die rand ligt. De fruitvlieg hoeft daardoor dus niet te onthouden waar de geur zich precies bevindt. In plaats daarvan werkt iedere ontmoeting met de rand van de geur als een soort van ‘chemische wegwijzer’.
Om dat gedrag nauwkeurig te onderzoeken bouwde een team onder leiding van Vanessa Ruta een soort van ‘virtuele wereld’ voor fruitvliegen. Tijdens de proeven liep een vlieg op een bal die door lucht werd gedragen. Daardoor kon het dier gewoon vooruitlopen en draaien terwijl het zelf op dezelfde plaats bleef. Een luchtstroom veranderde mee met de richting waarin de vlieg liep om het effect van wind na te bootsen.
Op bepaalde plekken in de virtuele omgeving kregen de dieren de geur van appelazijn aangeboden. Zo wisten de onderzoekers precies wanneer een vlieg iets rook en hoe sterk de geur was. “Het voordeel van de gebruikte opstelling is dat we op ieder moment precies wisten wat de vlieg rook,” zegt onderzoeker Charles Dowell. “In het wild is dat veel moeilijker vast te stellen.”
Het team veranderde vervolgens de vorm en richting van de geurpluim. Soms lag de pluim schuin op de wind. In andere proeven stond hij zelfs loodrecht op de windrichting. Ook werd soms de precieze locatie van de geurpluim in de virtuele wereld aangepast zodra de vlieg de geurpluim verliet. Ondanks dat bleven de dieren vaak in staat om de rand van de geurpluim terug te vinden. Dat laat zien dat ze niet alleen op simpele reflexen reageren, maar dat ze zich actief kunnen herinneren uit welke richting een geur kwam.
In het brein
De wetenschappers onderzochten ook wat er in het brein gebeurde. Daarbij keken ze naar een hersengebied dat insecten helpt bij navigatie. In dit gebied zitten speciale hersencellen die informatie bewaren over de richting waarin een fruitvlieg wil bewegen.
Zolang een fruitvlieg in een geurpluim zat wezen deze cellen ongeveer in de richting waarin het dier op dat moment ging. Maar dat patroon veranderde zodra de fruitvlieg de geurpluim verliet: toen wezen de cellen vaak richting de rand van de geurpluim. Toen de onderzoekers deze hersencellen uitschakelden zagen ze duidelijk dat de vliegen veel meer moeite hadden om een geurpluim te volgen.
De ontdekking laat daarmee zien dat zelfs een klein insectenbrein gebruik kan maken van slimme trucjes. Ruta zegt: “fruitvliegen worden vaak gezien als simpele dieren die vooral reageren op hun instincten. Dit onderzoek laat zien dat ze gebruik kunnen maken van strategieën die niet alleen flexibel, maar ook verrassend ingewikkeld zijn.”
We schreven vaker over dit onderwerp, lees bijvoorbeeld ook Waarom bijna alle vliegen hetzelfde vliegen, behalve muggen en Een vlieg digitaal nabouwen is gelukt en dat is best bijzonder . Of lees dit artikel: Wat we met fruitvlieghersenen kunnen is echt heel bijzonder .
Uitgelezen? Luister ook eens naar de Scientias Podcast:
