Wenn eine Fliege auf unserem Picknick landet, um davon zu kosten, registriert sie den Geschmack des Essens nicht viel anders als wir Menschen. Das hat eine Studie von Wissenschaftler der Universität von Kalifornien in Berkeley ergeben. Fruchtfliegen verfügen ähnlich wie Menschen über Rezeptoren für „bitter“ und „süß“.
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In der ersten detaillierten genetischen Studie der Geschmacksrezeptoren von Fruchtfliegen zeigten die Neurobiologin Kristin Scott und ihre Kollegen erstmals, dass Fliegen die beiden Geschmacksrichtungen mithilfe unterschiedlicher Sinnesorgane unterscheiden können. „Geschmacksneuronen zeigen der Fliege, ob die Nahrung gut oder schlecht zu essen ist“, erklärt Scott. „Es ist ziemlich erstaunlich, dass nach hunderten von Millionen Jahren der Evolution sowohl Fliegen als auch Mensch die gleiche Logik für die Geschmacksidentifikation nutzen.“
Während für die Wahrnehmung von mehr als tausend verschiedenen Gerüchen 50 und mehr unterschiedliche Sinneshaare zuständig sind, ist das Geschmackssystem bei der Fliege vergleichsweise simpel. Die Signale der insgesamt 68 Rezeptoren werden im Gehirn auf nur wenige verschiedene Geschmackskategorien reduziert. Das gleiche geschieht auch bei Säugetieren, deren Zungenrezeptoren nur die grundlegenden Geschmacksrichtungen süß, sauer, bitter, salzig und „umami“ schmecken, letzterer reagiert auf Glutamat. Erst in Kombination mit dem weitaus sensibleren Duftsystem entsteht der typische Geschmack einer Speise und damit auch der Genuß an feinen Unterschieden.
Bitter und süß
Bei der Untersuchung von sieben der 68 Gene für die Geschmacksrezeptoren stellten die Wissenschaftler zudem fest, dass diese in zwei deutlich voneinander verschiedenen Gruppen vorkommen: Fünf von ihnen liegen gemeinsam auf einem Geschmacksneuron zusammen mit einem sechsten, während das siebte jeweils isoliert für sich alleine steht.
Um herauszufinden, ob die beiden Gruppen möglicherweise auch für unterschiedliche Geschmacksqualitäten stehen, blockierten die Forscher gezielt einzelne Neuronen und testeten dann, ob die Fliegen noch bitter und süß schmecken konnte. Es zeigte sich, dass die fünf gruppierten Rezeptoren der Geschmacksrichtung „bitter“ entsprachen, die einzeln stehenden Sinneszelle dem süßen Geschmack. Im Gehirn aktivierten beide Gruppen jeweils deutlich voneinander getrennte Bereiche. Damit ergibt sich eine deutliche Übereinstimmung mit dem Geschmackssystem der Säugetiere: Bei diesen stehen 35 „bitter“-Rezeptoren nur drei „süß“-Rezeptoren gegenüber, beide sind ebenfalls über getrennte Neuronen mit dem Gehirn verbunden.
Ungewöhnliche Kartierung
Indem sie die Nervenbahnen von den Rezeptoren ins Gehirn verfolgten, zeigten Scott und ihr Team erstmals, dass Fliegengehirne sowohl den Ort des Geschmacksreizes als auch die Art des Geschmacks registrieren. Dies ist insofern erstaunlich, als dass bei anderen Sinnen normalerweise das Prinzip entweder –oder gilt: Bei Gerüchen beispielsweise nimmt das Gehirn die Art des Duftes auf, nicht aber von welchen Sinneszellen das Signal kommt. Demgegenüber kartiert das Gehirn beim Tastsinn sehr wohl, wo eine Berührung stattfindet, unterscheidet aber nicht nach Qualitäten.
„Wir glauben, dass im Fliegenhirn sowohl Körperkartierung als auch Qualitätskartierung existiert, weil die Fliegen genau wissen müssen, wo sich eine wahrgenommene Nahrung befindet“, erklärt Scott. „Wenn die Fliege mit einem Geschmacksrezeptor am Bein Zucker wahrnimmt, streckt sie ihren Rüssel dorthin aus und isst. Registriert sie den Zucker mit einem Rezeptor im Mundbereich, isst sie einfach.“
(University of California, Berkeley, 01.07.2004 – NPO)
