Doftsignal hindrar matförgiftning

Fruktdofter som i vanliga fall är starkt lockande för bananflugor blir helt ointressanta om luften även innehåller geosmin, ett ämne som bildas av toxiska mikroorganismer. Bananflugan har alltså en doftstyrd direktlinje till hjärnan som hjälper flugan att undvika giftig mat – ett tidigare okänt fenomen. Bakom forskningen står forskare från Max Planck-institutet i Tyskland och Sveriges lantbruksuniversitet.

Matförgiftningar är ett dödligt hot för människor och djur och förmågan att undvika skämda livsmedel som angripits av skadliga mikroorganismer är alltså en livförsäkring. Att upptäcka tecken på förruttnelse är också en av doftsinnets viktigaste funktioner. Maten utsöndrar en hel symfoni av olika doftämnen och våra näsor, och insekternas antenner, har en mängd doftnervceller som vidarebefordrar information om dessa doftblandningar till hjärnan, där informationen bearbetas.

Vad forskarna från Max Planck-institutet för kemisk ekologi i Jena i Tyskland och Sveriges lantbruksuniversitet i Alnarp har upptäckt är att det hos bananflugan finns en särskild nervbana som slår ut alla andra doftintryck ifall ämnet geosmin finns i luften, och som får flugan att uppvisa flyktbeteenden. Att det finns "direktlinjer" som påverkar födosöksbeteende är något helt nytt för forskningen, och något av ett genombrott. Resultaten redovisas nu i tidskriften Cell.

Bananflugan (Drosophila melanogaster) är ett utmärkt modelldjur vid studier av nervsystemets betydelse vid födoval. Flugan livnär sig på jäst på ruttnande frukt, och det kritiska skedet är när den måste skilja på "goda" och "skadliga" mikroorganismer på frukten, dvs. avgöra hur långt nedbrytningen av frukten har gått. Forskarna upptäckte att flugorna dog snabbt om de åt av skadliga bakterier och svampar, och även äggen tog skada.

Att doftämnet geosmin produceras av många svampar och bakterier har varit känt länge – det är en viktig komponent i lukten av fuktig jord, och även människans näsa är mycket känslig för detta ämne. Forskarna fann att bananflugans antenner är ännu mer känsliga, och därefter följde en rad studier av flugans doftreceptorer och nervbanor in till nervsystemets doftcentrum.

– Vi fann inte bara att ytterst små mängder geosmin utlöste flyktbeteenden hos bananflugan, utan också att ämnet slog ut all respons till vinäger och olika fruktdofter, säger Bill Hansson, som har lett studierna. Responsen är så stark att flugorna avstår både från att äta och att lägga ägg på frukter där giftiga mikroorganismer har invaderat en tidigare lagom jäsande och därmed högst attraktiv frukt.

– Principen med så specifika linjer genom doftsinnet som behandlar information om negativa signaler är mycket intressant även ur ett tillämpat perspektiv. Tänk om vi kunde hitta motsvarande system hos mygg, barkborrar eller bladlöss. Då skulle helt nya bekämpningsstrategier kunna utvecklas, spekulerar Bill Hansson.

Mer information

Prof. Dr Bill S. Hansson, forskningsdirektör vid MPI kemisk ekologi, Jena och gästprofessor vid SLU i Alnarp, hansson@ice.mpg.de, +49 (0) 1754 308 222

Dr Marcus C. Stensmyr, MPI kemisk ekologi, mstensmyr@ice.mpg.de, +49 (0) 3641 571420

Dr Paul Becher, Växtskyddsbiologi, SLU Alnarp, paul.becher@slu.se, 040-41 53 05

OBS! Ett internationellt pressmeddelande och pressbilder läggs ut på www.ice.mpg.de

Hemsidor
Max Planck Institute for Chemical Ecology, Evolutionary neuroethology
Kemisk ekologi, SLU Alnarp 

Originalartikeln
Marcus C. Stensmyr, Hany K. M. Dweck, Abu Farhan, Irene Ibba, Antonia Strutz, Latha Mukunda, Jeanine Linz, Kathrin Steck, Sofia Lavista-Llanos, Dieter Wicher, Silke Sachse, Markus Knaden, Paul G. Becher, Yoichi Seki, Bill S. Hansson (2012). A conserved dedicated olfactory circuit for detecting harmful microbes in Drosophila. CELL, December 7, DOI: