Fruitvliegen die op zoek zijn naar rottend fruit of een partner, kunnen de bron van een geur volgen door de positie van de rand van een geurspoor te onthouden. Ze combineren die herinnering met informatie over de windrichting, blijkt uit experimenten van onderzoekers van de Rockefeller University.
In de buitenlucht worden geuren door turbulentie verspreid in losse, onregelmatige slierten. Een vlieg ruikt daardoor niet voortdurend hetzelfde spoor en ontvangt geurprikkels uit wisselende richtingen. Lange tijd gold het idee dat insecten dan simpelweg tegen de wind in vliegen en zijwaarts zoeken zodra de geur wegvalt.
De onderzoekers zagen echter dat fruitvliegen een complexere strategie gebruiken. In een gecontroleerde opstelling bleven de dieren vooral langs één rand van een geurpluim bewegen. Zodra zij het geurgebied binnenkwamen, draaiden ze om, liepen een boog door de geurloze ruimte en keerden vervolgens terug naar dezelfde grens.
Virtueel geurveld
Voor het onderzoek werd een fruitvlieg in volledige duisternis op een kleine bal geplaatst die op een luchtkussen dreef. Terwijl het dier liep, stuurde het met zijn bewegingen een luchtstroom naar zijn antennes. De wetenschappers konden zo een virtueel landschap creëren waarin azijngeur op specifieke plekken wel of niet aanwezig was.
De vliegen volgden de rand van het geurspoor ook wanneer de geur onderweg zwakker werd. Daarmee viel de verklaring af dat zij vooral naar een steeds sterkere geurconcentratie lopen. De dieren bleken zelfs een rand te kunnen volgen wanneer hun reukzenuwen rechtstreeks met rood licht werden geactiveerd, zonder echte geurstof.
Wanneer een geurspoor verdween terwijl een vlieg zich erbuiten bevond, liep het insect gericht terug naar de plek waar de rand had moeten liggen. De vlieg zocht dus niet willekeurig, maar handelde op basis van eerder ontvangen informatie.
Kompas en herinnering
Met fluorescentiebeelden volgden de onderzoekers de activiteit van hersencellen. Een groep neuronen in het centrale complex functioneerde als een kompas dat op de windrichting bleef gericht. Als die neuronen werden uitgeschakeld, konden de vliegen de geurpluim niet meer terugvinden.
Andere neuronen, in het zogeheten waaiervormige lichaam, leken de beoogde positie van de geurrand vast te leggen. Hun activiteit verschoof al naar die rand voordat de vlieg zelf terugdraaide. Ook het uitschakelen van deze neuronen verstoorde het zoekgedrag.
Computermodellen wijzen erop dat vooral de hoek waaronder een vlieg het geurspoor voor het laatst binnenkwam belangrijk is voor die herinnering. Vliegen konden hun interne kaart bovendien snel aanpassen nadat onderzoekers de richting van een geurpluim hadden veranderd. Bij sterk versnipperde geursporen, verder van de bron, kunnen eenvoudigere reflexen mogelijk weer belangrijker worden.
