Allein das Geräusch eines sich beschleunigenden Herzschlags kann uns schon Gänsehaut verpassen – es handelt sich dabei geradezu um ein Symbol der Angst. Neben der gesteigerten Herzfrequenz als Reaktion auf Gefahr, ist beim Menschen und anderen Wirbeltieren allerdings auch eine gegenteilige Wirkung bekannt: Wenn Angst eine Art Schockstarre statt einer Fluchtreaktion auslöst, kann die Pulsfrequenz deutlich sinken. Im Extremfall kommt es dabei zu Aussetzern, die sich in der Redewendung „Mir ist fast das Herz stehen geblieben“ widerspiegeln.
“Wir wissen, dass bei Wirbeltieren im Falle einer Bedrohung das sogenannte autonome Nervensystem in Aktion tritt und blitzartig die uns bekannten Veränderungen der Herztätigkeit hervorruft. Bei Insekten gibt es dieses System jedoch nicht und es war unklar, welche Veränderungen der Herztätigkeit sie bei Gefahr zeigen“, sagt Marta Moita vom Champalimaud Centre for the Unknown in Lissabon. Um diese Wissenslücke zu schließen, haben sie und ihre Kollegen nun Untersuchungen an dem berühmten Modell-Insekt der Forschung durchgeführt: Drosphila melanogaster.
Fliegenherzen im Visier
Bei ihren Experimenten beobachteten die Wissenschaftler das Herz der Fliegen durch ihr leicht transparentes Außenskelett mittels spezieller Beleuchtung und Fluoreszenzeffekten. Die Versuchstiere waren dabei immobilisiert, konnten aber dennoch Fluchtreaktionen in der Form eines „Wegrennens“ zeigen: Sie standen auf einem winzigen Ball, den sie mit ihren Füßen bewegten. Um den Fliegen Angst einzujagen, präsentierten die Forscher ihnen auf einem Bildschirm einen größer werdenden Schatten, der wie eine herannahende Bedrohung wirkte.
“Für uns überraschend, änderte das Herz der Fliegen seine Aktivität ebenfalls je nachdem, welche Abwehrreaktion angenommen wurde“, berichtet Moita: Wenn sie beschloss zu fliehen, beschleunigte sich der Herzschlag. Wenn das Tier hingegen in eine Angststarre – eine unauffällige Bewegungslosigkeit – verfiel, verlangsamte sich das Herz, zeigten die Untersuchungen. “Dieser Befund ist für uns Neurowissenschaftler sehr interessant”, betont Moita. “Da Fliegen kein autonomes Nervensystem wie das der Wirbeltiere besitzen, bedeutet dies, dass hier offenbar ein anderer Mechanismus im Spiel ist. Die Frage ist nun, ob es eine dem autonomen Nervensystem ähnliche Struktur gibt, die wir noch nicht kennen, oder ob es einen ganz anderen Mechanismus gibt, der noch entdeckt werden muss”, erklärt Moita.
Wie die Forscher weiter berichten, machten sie zudem interessante Detail-Entdeckungen, die eine Besonderheit des Insektenherzens betreffen: Es kann in zwei Richtungen pumpen. Denn im Gegensatz zu unseren Herzen handelt es bei dem Organ um eine Art Röhre, die aus zwei Zellreihen gebildet wird. Durch bestimmte Kontraktionsmuster kann das Insektenherz dadurch einen Blutstrom in Richtung Ober- oder Unterkörper erzeugen. Bei den Experimenten zeigte sich nun, dass das Fliegenherz bei beiden Reaktionen auf Gefahr – Flucht sowie Angststarre – aktiver in Richtung des vorderen Teils des Körpers pumpt.
