Joseph Woodring

Insekten sind eine außerordentlich erfolgreiche Gruppe von Tieren, hauptsächlich weil sie über Jahrmillionen morphologische und biochemische Anpassungen für jede mögliche Futterquelle entwickelt haben. Der Vielfältigkeit der Mundwerkzeuge erlauben Insekten alle auf der Erde vorkommende flüssige oder feste Nahrung sowohl von Pflanzen als auch von Tieren aufzunehmen und zu verwerten. Überraschenderweise weisen die Verdauungsenzyme aller Tiere, bezüglich Struktur und Vorkommen im Darm, eine gewisse Ähnlichkeit auf. Die Synthese, die Freisetzung der Enzyme und Mechanismen der Nährstoffspaltung sind in allen Tieren sehr ähnlich. Die Steuerung der Freisetzung von Verdauungsenzymen in Wirbeltieren kennen wir einigermaßen gut, aber bei Insekten ist die Steuerung im Grunde genommen immer noch unklar. In meinem Labor beschäftigen wir uns mit der Physiologie der Verdauungssysteme in Insekten, und insbesondere mit der Steuerung der Freisetzung von Verdauungsenzymen. Wir verwenden Zweifleckgrillen als Versuchstiere, weil sie einfach zu züchten sind, und gleichzeitig groß genug, um den Darmtrakt schnell und einfach zu präparieren.

Neu synthetisierte Enzyme in Insekten sind in Bläschen der Epithelzellen gelagert, aber keiner weiß wie ihre Freisetzung gesteuert ist. Bei sofortiger Freisetzung würde nur die Zahl und Größe der sekretorischen Epithelzellen die Sekretionsrate bestimmen. Bei gesteuerter Sekretion wäre ein Signal nötig, und ein Andocken eines Bestandteils der Nährstoffe an Rezeptoren der Epithelzellmembran wäre verantwortlich für die Freisetzung.

Insekten sind wichtige Teile aller Ökosysteme. Das Verstehen der Einzelheiten der Ernährung und Verdauungsvorgänge einer Art ist eine erstrebenswertes Ziel, weil dieses Wissen uns einen bessern Blick auf die Anpassung der Art zur Umwelt öffnet. Bei einer Insektenart, wo nichts oder nur wenig bekannt ist, fangen wir immer mit einer Beschreibung der Morphologie des Darmtrakts an. Als nächstes messen wir die Aktivität der Enzyme in dem Darmhohlraum (Lumen), im Gewebe, und im Sekret (von Darminkubationsmedium), die von allen Darmabschnitten (Kropf, Caecae, Ventrikulus, Ileum, und Colon) entnommen sind. Letztendlich untersuchen wir die Wirkung von Nährstoffe auf die Freisetzung der wichtigen Verdauungsenzyme.