Vliegjes hebben net zo’n dorst als wij

Hersenen van fruitvliegjes reageren anders op het lessen van dorst dan op het genot van iets lekkers eten. Van deze diertjes leren we hoe zenuwen en hersenen werken.

Een dorstig fruitvliegje nadert een waterdruppel. Als fruitvliegjes ‘genieten’, schuiven ze hun tongorgaan uit. Foto Suewei Lin

Fruitvliegjes hebben net als zoogdieren verschillende beloningssystemen in hun minuscule hersenen. Dat ontdekten neurobiologen van de universiteit van Oxford via proeven met dorstige fruitvliegjes. Ze publiceerden hun resultaten deze week in Nature Neuroscience.

Fruitvliegjes die ruim water hebben gedronken, gaan liever in een droge reageerbuis zitten dan in een vochtige. Maar als fruitvliegjes dorst krijgen, gaan ze actief op zoek naar water en verdwijnt hun aversie voor de vochtige reageerbuis. Die omslag in gedrag begint na zes uur zonder water. Na veertien uur zonder drinken zoekt 90 procent van de vliegjes de vochtige reageerbuis op. Hoe dat neurologisch werkt, is nu ontrafeld.

Daartoe deden de onderzoekers allerlei gedragsproefjes, terwijl ze soms gericht bepaalde hersenstructuren blokkeerden. In een experiment leerden fruitvliegen het drinken van water associëren met een bepaalde geurstof die was toegevoegd aan het water. Het leereffect was dan sterker en langduriger bij een hogere temperatuur dan bij een lage.

Bij het vinden van een waterdruppel staken de vliegjes hun proboscis uit, een soort tongachtig orgaan aan hun snuit. Volgens de onderzoekers kan dat opgevat worden als een signaal van ‘genieten’, want de vliegjes steken hun proboscis ook uit bij het nuttigen van lekker voedsel, maar niet als daar een bittere smaak aan is toegevoegd.

De onderzoekers brachten vervolgens de neurale basis van deze gedragingen in kaart. Het aangeboren waterzoekgedrag blijkt aangestuurd te worden door zenuwcellen die in verbinding staan met receptoren die waterdamp waarnemen. Voor het kunnen leren associëren van water met een geurstof was het proeven van water noodzakelijk. Een apart groepje van pakweg 40 zenuwcellen in de hersenen was daarbij betrokken. Het ‘genieten’ van water (proboscis uitgestoken) bleef intact als beide andere zenuwsystemen uitgeschakeld waren. Fruitvliegjes hebben dus, net als zoogdieren, drie aparte neurale systemen die het lessen van dorst zo bevredigend maken, concluderen de onderzoekers.

Dat is goed om te weten, want onderzoek aan fruitvlieghersenen heeft al veel inzichten opgeleverd over hoe zenuwen samenwerken en een geheugen kunnen vormen, ook bij andere levende wezens. Het fruitvliegje is dan ook een van de meest bestudeerde proefdieren. Het was een van de eerste dieren waarvan de DNA-volgorde werd uitgelezen.