Salz und Eiweiß machen Fliegen schläfrig

Wer kennt sie nicht, die Müdigkeit nach dem Essen. US-Forscher haben dieses „Fresskoma“ bei Fruchtfliegen untersucht und einige der Mechanismen hinter dem Phänomen entschlüsselt. Ähnlich wie Menschen schlafen auch die Fliegen nach größeren Mahlzeiten länger.

Außerdem beeinflusste die Art der Nahrung den Schlaf nach dem Fressen, wie das Team um William Ja vom Scripps Research Institute berichtet. „Bei Drosophila gibt es einen gut dokumentierten Zusammenhang zwischen Schlaf und Stoffwechsel, durch den die Fliegen das Schlafen unterdrücken und ihre Aktivität steigern, wenn sie ausgehungert sind“, erklärt Ja in einer Mitteilung. Die direkten Auswirkungen der Nahrung auf das Schlafverhalten von Drosophila seien aber wegen fehlender Methoden bisher kaum untersucht worden.

Comic: Fliegen im Fresskoma
Keith Murphy
Comic: Fliegen im Fresskoma

Um das zu ändern, entwickelten Ja und sein Team ein System, mit dem sich das Fressen und Schlafen der Tiere visuell verfolgen ließen. Durch die Aufnahmen stellten die Forschenden fest, dass die Fliegen nach einer Mahlzeit ein „Verdauungsschläfchen“ von 20 bis 40 Minuten halten. Je größer die Mahlzeit, desto länger war das Nickerchen danach.

Nervenzellen für Verdauungsschlaf

Ja und seine Kollegen untersuchten außerdem, ob einzelne Bestandteile der Nahrung einen Einfluss auf das „Fresskoma“ der Taufliegen haben. Dazu fütterten sie die Tiere mit Nahrung aus Eiweiß, Salz oder Zucker. Wie sich herausstellte hatten nur Eiweiß und Salz einen Effekt und machten die Fliegen schläfriger. Zucker änderte nichts am Schlafbedürfnis. Offenbar lasse sich die Schläfrigkeit nach dem Essen also über die Nahrungszusammensetzung steuern.

Mit gentechnischen Methoden identifizierten die Wissenschaftler die Nervenschaltkreise bei Drosophila, die an der Müdigkeit nach dem Essen beteiligt sind. Dabei stach beispielsweise eine Gruppe von Nervenzellen hervor, die aus früheren Studien als Regulatoren der aufgenommenen Nahrungsmenge bekannt waren. Sie steuern einen Verhaltenswechsel während der Nahrungsaufnahme.

Ein Teil dieser Nervenzellen war der neuen Studie zufolge notwendig, um den Verdauungsschlaf spezifisch nach eiweißreicher Nahrung auszulösen. Schalteten die Forschenden diese Nervenzellen aus, waren die Fliegen nach der Protein-Mahlzeit sogar wacher als normalerweise, beispielsweise nach der zuckerreichen Nahrung.

Schlaf- und Weckimpuls

Das könne darauf hinweisen, dass Eiweiß sowohl einen Schlaf- als auch einen Weckimpuls auslöse, erklärt Studienautor Keith Murphy. Der Weckimpuls werde aber überlagert durch die Aktivität der besagten Nervenzellen.

Weitere am „Fresskoma“ beteiligte Schaltkreise scheinen auch von der inneren Uhr der Taufliege abzuhängen: Die Schläfrigkeit nach Mahlzeiten werde dadurch während der Abenddämmerung reduziert, so die Forschenden.

Das von ihnen vorgestellte System, um Schlaf- und Fressverhalten bei den Insekten zu beobachten, solle weitere Studien an den grundlegenden Mechanismen ermöglichen, sagte Ja. „Da Schlaf ein verletzlicher Zustand für Tiere in freier Natur ist, wird es interessant sein herauszufinden, warum Verdauungsschläfchen notwendig sind“.

science.ORF.at/APA/sda

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