Post-mating inhibition of sex pheromone responses in a male moth: search for a brain and/or sex gland factor

Viele Tiere benutzen ihren Geruchssinn zum Auffinden von Nahrung und Geschlechtspartnern. Bei vielen Nachtfaltern ist dazu ein besonders effektives System der Partnerfindung evolviert, bei dem das Weibchen Sexualpheromone produziert und aussendet, die von den Mannchen besonders gut wahrgenommen werden konnen. Die Sensibilitat der Mannchen fur die arteigenen Sexualpheromone ist so hoch, dass eine Partnerfindung uber lange Distanzen moglich ist. Die mannliche Ypsiloneule, Agrotis ipsilon, erlebt jedoch nach der Paarung eine Periode von verringerter Sensibilitat auf das artspezifische Sexualpheromon, die Post-Ejakulations Intervall (PEI) genannt wird. Wahrend dieser Phase werden die mannlichen Falter nicht von Sexualpheromon bzw. den pheromonaussendenden Weibchen angezogen. Das PEI dauert bis zur nachsten nachtlichen Aktivitatsperiode, von diesem Zeitpunkt an ist die ursprungliche Sensibilitat vollstandig wiederhergestellt. Dieses Pausieren des Sexualverhaltens erlaubt den verpaarten Mannchen fur die Fortpflanzung wichtige Proteine in den Akzessorischen Sexualdrusen (ASD) zu sammeln, die bei der vorherigen Paarung vollstandig entleert wurden. Damit verhindern die Mannchen Verpaarungen mit geringer Befruchtungswahrscheinlichkeit. Diese Plastizitat im Sexualverhalten wird masgeblich bestimmt durch eine verringerte Sensibilitat auf Sexualpheromon der Projektionsneurone (PN) in den primaren olfaktorischen Zentren, den Antennalloben (AL). Das beobachtete PEI konnte durch Veranderungen in der Produktion neuroregulatorischer Peptide, biogener Amine oder Ecdysteroidhormone reguliert werden. Auch wenn bis dato keine Mechanismen bekannt sind, die das PEI bei Insektenmannchen auslosen, so ist doch bei Weibchen vieler Insektenarten (zum Beispiel aus den Ordnungen Diptera oder Lepidoptera) eine Refraktarperiode bekannt, die durch eine vorhergegangene Paarung ausgelost wird. Dabei werden vom Mannchen Peptide wie das Sex-Peptid (SP) ubertragen, die von den mannlichen ASD gebildet werden und im weiblichen Organismus uber spezifische Rezeptoren wirken. Es ist moglich, dass im mannlichen Organismus ahnliche Peptide das PEI auslosen. Um das Ursprungsorgan des mannlichen PEI zu finden, wurden die Effekte von Injektionen mit Gehirnen oder ASD auf das Verhalten von unverpaarten und verpaarten mannlichen Faltern in Windtunnelexperimenten beobachtet. Wesentlich wurden zwei Hypothesen verfolgt: i) unverpaarte Mannchen produzieren eine Substanz die ihre Empfindlichkeit fur das weibliche Pheromon aufrechterhalt, und die nach der Paarung nicht mehr oder in verringertem Mas produziert wird & ii) verpaarte Mannchen erzeugen auf Grund der Paarung eine Substanz die das PEI induziert. Zusatzlich wurden die moglicherweise unterschiedlichen Peptidprofile in den Gehirnen unverpaarter und verpaarter Mannchen mittels MALDI-TOF Massenspektrometrie verglichen. Die Ergebnisse zeigen deutlich, dass das Verhalten verpaarter Mannchen nicht durch die Injektion von Geweben unverpaarter Mannchen beeinflussbar ist. Im Gegensatz dazu ist es durchaus moglich mittels der Injektion von ASD, aber nicht Gehirnen, verpaarter Mannchen eine Reduktion des Verhaltens unverpaarter Mannchen zu erreichen. Weiters zeigen die vorlaufigen Ergebnisse der MALDI-TOF Massenspektrometrie keine drastischen Veranderungen im Peptideprofil nach der Paarung. Demnach kann geschlossen werden dass die mannlichen ASD Substanzen produzieren, die nicht nur das Verhalten des Weibchens verandern, sondern auch auf das Mannchen selbst einwirken. Nachdem verpaarte Mannchen Verhaltensanderungen zeigen die denen verpaarter Weibchen ahneln, wird angenommen, dass ein Peptid ahnlich dem SP das mannliche PEI auslost. Alternativ dazu konnte die Steuerung des PEI durch Dopamin (DA) oder das Insektenhormon 20-Hydroxyecdyson erfolden, da beide Substanzen nachgewiesenermasen von groser Bedeutung fur die mannliche Sexualitat von Vertebraten und Insekten sind.