Gen aus – und die Fliege geht zu Fuß

Fliegen sind exzellente Flieger. Aber ohne das Gen „ spalt" bleiben sie auf der Erde und laufen Bild: Frank Schnorrer / Copyright: MPI für Biochemie

Wie Flugmuskeln bei Insekten entstehen: Forscher haben den entscheidenden genetischen Schalter identifiziert, der die Bildung von Flugmuskeln steuert. Ist der Schalter aus, gibt es nur Beinmuskeln und die Fliege bleibt trotz Flügeln am Boden.

Frank Schnorrer, Leiter der Forschungsgruppe „Muskeldynamik" am Max-Planck-Institut (MPI) für Biochemie in Martinsried bei München, hat mit seinen Mitarbeitern herausgefunden, dass das Gen „Spalt" essentiell ist, damit die ultraschnellen Supermuskeln, mit denen Fliegen fliegen, überhaupt entstehen können. „Wenn Spalt fehlt," sagt der Forscher, „dann bilden sich anstelle von Flugmuskeln lediglich normale Beinmuskeln aus." Die Ergebnisse der Wissenschaftler wurden jetzt in Nature veröffentlicht.

Um mit ihren kleinen Flügeln effizient fliegen zu können, müssen Fliegen sehr schnell damit schlagen. Die Taufliege Drosophila melanogaster, im Volksmund auch Fruchtfliege genannt, bewegt ihre Flügel mit einer Frequenz von 200 Hertz – ihre Flugmuskeln kontrahieren und entspannen also 200 Mal pro Sekunde. „Demgegenüber wirkt ein Hundertmetersprinter, der seine Beine nur wenige Male pro Sekunde bewegt, wie eine richtige Schnecke", beschreibt Frank Schnorrer. Wie aber erreicht die Taufliege diese hohe Schlagfrequenz?

Ihre Flugmuskeln sind einzigartig. Ihre Kontraktionen werden nicht nur wie sonst durch Nervenimpulse gesteuert, sondern zusätzlich durch Spannung. Das ist möglich, weil jede Fliege zwei Kategorien von Flugmuskeln besitzt: Die einen bewegen die Flügel nach unten und dehnen dabei die anderen, die dann kontrahieren. So werden die Flügel wieder nach oben gezogen und ein stabiler Kreislauf beginnt.

Die Forschungsergebnisse rund um die Fliege könnten auch für die Humanmedizin relevant sein. „Die Körpermuskeln des Menschen besitzen zwar kein „Spalt" und werden auch kaum durch Spannung reguliert", erklärt Frank Schnorrer. „Aber der menschliche Herzmuskel bildet „Spalt", und die Spannung in der Herzkammer beeinflusst die Stärke des Herzschlags. Ob „Spalt" eine Rolle bei der Regulation des Herzschlags spielt, ist bisher allerdings nicht bekannt und muss erst noch erforscht werden."

· Weitere Informationen: www.biochem.mpg.de/news/pressroom/049_schnorrer_spalt.html