fruitvlieg

Fruitvliegjes dwingen hun jongen soms om alcohol te consumeren. Dat blijkt uit onderzoek. De fruitvliegjes doen dat om hun jongen te beschermen tegen gevaar: de door de fruitvliegjes genuttigde alcohol bestrijdt parasieten die de fruitvliegjes fataal kunnen worden.

Wanneer fruitvliegjes doorhebben dat zich sluipwespen in hun omgeving bevinden, leggen ze hun eitjes in alcohol. Ze dwingen hun larven als het ware alcohol te consumeren. De alcohol is bedoeld om de parasitaire sluipwesp te bestrijden. Deze ontdekking van biologen aan Emory University staat in de journal Science. “De volwassen vliegjes verwachten eigenlijk dat hun kinderen infectiegevaar lopen, en ze genezen ze door ze in alcohol te droppen,” zegt Todd Schlenke, de geneticus wiens lab het onderzoek leidde. “We vonden dit ‘medicijn behandelende gedrag’ ook terug bij diverse vliegensoorten.”

Vijanden
De larven van de meest voorkomende fruitvliegsoort Drosophila melanogaster, eten de rotting of de schimmel en bacteriën die groeien op overrijp gistend fruit. Ze hebben in bepaalde mate weerstand ontwikkeld tegen de toxische effecten van alcohol in hun natuurlijke leefomgeving. Ze kunnen zelfs prima omgaan met substanties die voor vijftien procent uit alcohol bestaan. De fruitvliegjes hoeven dan ook niet bang te zijn voor alcohol. Maar waar moeten ze dan wel bang voor zijn? Sluipwespen! Volwassen sluipwespen leggen hun eitjes in de jonge fruitvliegjes. Ze geven die eitjes een gif mee dat de immuunreactie van de gastheer onderdrukt en de kans dat het eitje uitkomt, vergroot. Als het fruitvliegje er niet in slaagt om het wespeneitje te doden, eet de uitgekomen wespenlarve van binnenuit zijn gastheer – de fruitvlieglarve – op.

Wespenlarven voeden zich van binnenuit met de larven van fruitvliegjes. Foto: Todd Schlenke.

Wespenlarven voeden zich van binnenuit met de larven van fruitvliegjes. Foto: Todd Schlenke.

Fruitvlieg prefereert hoge alcoholwaardes
Vorig jaar kwam hetzelfde lab al met een onderzoek dat aantoonde dat door wespen geïnfecteerde fruitvlieglarven voedsel prefereren met een hoge alcoholwaarde. Dit gedrag verbetert de overlevingskans van de fruitvliegjes aanzienlijk omdat zij bestand zijn tegen het giftige effect van alcohol, maar de wespen niet. Terwijl het alcoholpercentage in het bloed van de larve stijgt, lijden de wespenlarven hieronder. “Bij het immuunsysteem denk je meestal aan bloedcellen en immuuneiwitten, maar gedrag kan ook een groot onderdeel van het immuunsysteem zijn,” zegt Schlenke.

Experiment
Bij het recente onderzoek vroegen de onderzoekers zich af of de fruitvliegjes als ‘ouder’ konden aanvoelen wanneer hun kroost een hoog risico op infectie had en of ze in dat geval alcohol zochten om ze preventief te ‘behandelen’. Hiervoor lieten ze vrouwelijke fruitvliegjes vrij in een kooi van gaas vol met sluipwespen. Ook lieten ze vrouwelijke fruitvliegjes vrij in een kooi zonder sluipwespen. Beiden kooien hadden twee petrischaaltjes met gist, voeding voor laboratorium fruitvliegjes en hun larven. In het ene petrischaaltje was de gist gemixt met 6 procent alcohol terwijl het andere schaaltje alcoholvrij was. Na 24 uur verwijderden de onderzoekers de petrischaaltjes om de gelegde eitjes te tellen. Het resultaat was verbluffend. In de wespenkooi was 90 procent van de eitjes in het alcoholschaaltje gelegd. In de wespenloze kooi was dit slechts 40 procent. “De fruitvliegjes veranderen duidelijk hun voortplantingsgedrag wanneer wespen aanwezig zijn,” zegt Schlenke. “De alcohol is ook voor de vliegjes licht giftig, maar de wespen zijn een groter gevaar.”

Visueel gevaar signaleren
Maar hoe weten fruitvliegjes nu dat sluipwespen in de buurt zijn en dat het dus tijd is om de jongen in alcohol te leggen? De fruitvliegjes zijn in het lab gefokt en hebben daarom nooit eerder wespen gezien en honderden generaties voor hen ook niet. “Toch herkennen de vliegjes de wespen als gevaar wanneer zij samen in een kooi zitten.” Hoe kan dat? Ook dat zochten de onderzoekers uit. Om te onderzoeken of de vliegjes reageerden op feromonen gebruikten ze twee groepen van gemuteerde vliegjes. De ene groep vliegjes kon niet ruiken, de andere groep was niet in staat te zien. De vliegjes die niet konden ruiken, legden nog steeds hun eitjes in alcohol bij aanwezigheid van vrouwelijke wespen. De blinde vliegjes maakten geen onderscheid tussen de schaaltjes bij het kiezen van voeding voor hun kroost, ook al waren er vrouwelijke wespen aanwezig in de kooi. Voor Schlenke was dit resultaat een verrassing. “Ik dacht dat de vliegjes waarschijnlijk hun reukzin gebruikten om de vrouwelijke wespen aan te voelen. De kleine gecompliceerde oogjes van de vliegen leken voorheen meer gericht op het detecteren van beweging dan van hoge resolutie beelden.” Het onderzoek wijst erop dat de vliegjes veel beter kunnen zien dan gedacht. De verschillen tussen mannetjes- en vrouwtjeswespen zijn namelijk bijna niet te zien. De enige duidelijk zichtbare verschillen tussen mannetjes- en vrouwtjeswespen zijn dat het mannetje langere antennes heeft, een ietwat kleiner lichaam en geen legboor(buisje voor leggen van eitjes) heeft.

Wespensoort
Verder onderzoek wees uit dat de fruitvliegjes ook wespensoorten kunnen herkennen. Alleen bij wespen die eitjes in hun larven leggen, dropten ze hun eitjes in alcohol. Sommige wespen leggen eitjes in de pop van de vliegen. “Vliegenlarven verlaten normaliter hun voedsel voordat ze verpoppen,” verklaart Schlenke. “Er is dus maar een klein voordeel voor het in alcohol leggen van eitjes wanneer dit soort wespen nabij is.”

Neuropeptiden
De onderzoekers verbonden de blootstelling aan vrouwtjes sluipwespen ook aan veranderingen in een fruitvliegjes neuropeptide. Een neuropeptide is een peptide (kleine keten van aminozuren) die fungeert als communicatiemiddel tussen neuronen (hersencellen). Stress en het hierdoor verlaagde niveau van neuropeptide F (NPF) werd eerder al geassocieerd met alcoholzoekend gedrag van fruitvliegjes. De vergelijkbare peptide in mensen, NPY, heeft eveneens een verband met alcoholisme. “De blootstelling van een fruitvlieg aan vrouwelijke sluipwespen verlaagt het NPF niveau waardoor het vliegje zoekt naar alcoholhoudende plaatsen om eitjes te leggen,” zegt Schlenke. “Bovendien lijkt het erop dat het alcoholzoekende gedrag gedurende het hele leven het vliegje bijblijft, ook al zijn de sluipwespen niet meer in de buurt: een voorbeeld van langetermijngeheugen.”

Naast Drosophila melanogaster testten de onderzoekers ook andere vliegsoorten. “Elke vliegsoort die rottend fruit gebruikt als voedsel, gebruikt medicatie tegen sluipwespen.”