Langetermijngeheugen kost de fruitvlieg dodelijk veel energie

Als fruitvliegen met langetermijnherinneringen water en voedsel wordt onthouden, gaan ze uren eerder dood dan fruitvliegen in dezelfde omstandigheden die niets hoeven te onthouden. Hieruit concluderen de twee Zwitserse wetenschappers van de Universiteit van Fribourg die het uitvoerden, dat het langetermijngeheugen een zware wissel trekt op de energiebalans van de vlieg (Science, 20 mei).

Bij het fruitvliegje (Drosophila melanogaster) bestaan twee aparte vormen van associatief geheugen; het langetermijngeheugen (LTM) en het zogeheten anesthesie-resistente geheugen (ARM). LTM is stabieler dan ARM, maar de vorming ervan vereist de aanmaak van bepaalde eiwitten. De vorming van LTM kost daardoor waarschijnlijk meer energie.

Die energievraag blijkt nu zo'n groot beslag te leggen op de reserves van de vlieg, dat zijn overlevingskansen in moeilijke omstandigheden flink omlaag gaan. De onderzoekers Frederic Mery en Tadeusz Kawecki gebruikten voor hun experiment een fruitvliegstam die kunstmatig was geselecteerd op het hebben van een uitzonderlijk goed geheugen. Deze vliegen bleken ook een ijzersterk LTM te hebben.

De vliegen leerden volgens het Pavlov-principe een bepaalde geur associëren met een voor hen vervelende ervaring: een trilling die een seconde aanhield. Een groep kreeg de combinatie geur en trilling in vijf sessies met 20 minuten tussenpoos (wat leidde tot de vorming van LTM), een andere groep kreeg de vijf sessies direct achter elkaar (wat leidde tot de vorming van ARM). Vervolgens keken de onderzoekers hoe lang de vliegen overleefden zonder water en voedsel. LTM-groep ging gemiddeld bijna vijf uur eerder dood dan de ARM-groep. Dit effect trad op bij zowel mannetjes als vrouwtjes.

Volgens de onderzoekers geven de resultaten een aanwijzing waarom er in de evolutie van fruitvliegjes twee vormen van associatief geheugen zijn blijven bestaan. LTM heeft tot voordeel dat het stabieler is, en dus onder gunstige omstandigheden de fruitvlieg meer voordeel biedt. Maar als de omstandigheden minder voordelig zijn, hebben de vliegen met een sterkere ARM meer kans.