Untersuchung der Gene, die den Gebrauch sozialer Information bei Honigbienen (Apis mellifera) beeinflussen

• Antragstellerin: Professorin Dr. Susanne Foitzik, seit 2/2020
• Fachliche Zuordnung: Biologie des Verhaltens und der Sinne
• Förderung: Förderung von 2018 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 405533709

Das Verwenden von sozialer Information ist in der Natur weit verbreitet und hilft Individuen lokal adaptive Information zu erwerben. Obwohl soziale Information eine kostengünstige, risikoarme Strategie zum Erwerb von Informationen darstellt, besteht das Risiko, dass Tiere veraltete, unzuverlässige und sogar maladaptive Information lernen. Deshalb verwenden Tiere oft nur dann soziale Information, wenn diese Strategie den größten Nutzen bringt. Honigbienen besitzen eine der raffiniertesten Formen sozialer Information in der Tierwelt, den Schwänzeltanz. Wie es auch bei anderen Tieren der Fall ist, ignorieren einige Bienen diese soziale Information und verlassen sich stattdessen auf sogenannte private Informationen (d.h. gelernte Nahrungsstandorte) oder auf individuelle Erkundung (d.h. Scouting) bei der Nahrungssuche. Während die Ökologie und Ökonomie der Verwendung sozialer Information viel untersucht wurde, ist sehr wenig über die molekulare und neuronale Basis des Entscheidungsprozesses, soziale Information zu verwenden, bekannt.Das Aufkommen der Genomik hat die Erforschung des Verhaltens von Tieren revolutioniert und man ist jetzt in der Lage, die Expression von Tausenden von Genen in bestimmten Bereichen des Gehirns zu messen, um die molekulare Basis von Verhalten besser zu verstehen. Ziel dieses Projektes ist es, zu testen, ob unterschiedliche Informations-Strategien mit bestimmten Genexpressionsmustern im Bienengehirn verknüpft werden können. Im Besonderen planen wir die folgenden 4 Fragen zu beantworten: (1) ist der Gebrauch sozialer Information bei Honigbienen, d.h. die Dekodierung von Schwänzeltänzen, mit einer charakteristischen neuro-genomischen Signatur verbunden? (2) Sind Gene, die für die Belohnungswahrnehmung wichtig sind, dafür verantwortlich, dass Bienen Tänze verfolgen? (3) Hinterlässt der erfolgreiche Gebrauch sozialer Information einen transkriptomischen Fußabdruck im Gehirn? (4) Sind individuelle Unterschiede in der Nutzung von sozialer und privater Information während des Lebens einer Biene konsistent? Eine wichtige Hypothese dieses Projektes ist, dass Gene, die an der Belohnungswahrnehmung und Motivation beteiligt sind wichtig für die Entscheidung, soziale Information zu verwenden, sind.Um diese vier Fragen zu beantworten, werden wir Verhaltensversuche, Sequenzierung der nächsten Generation (NGS) und neurochemische Manipulationen kombinieren, um Informations-Strategien bei Honigbienen zu untersuchen. Honigbienen sind ein ideales Modellsystem aufgrund ihrer leicht zu untersuchenden Schwänzeltänze, ihrer leichten experimentellen Handhabung und der Verfügbarkeit eines gut annotierten Genoms. Die Resultate dieses Projekts dürften Einblicke in die molekulare Basis dieser einzigartigen Kommunikationsform liefern.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Ehemaliger Antragsteller: Christoph Grüter, Ph.D., bis 1/2020