Die Originalversion von diese Geschichte erschien in Quanta-Magazin.
In lauen Sommernächten flattern grüne Florfliegen um leuchtende Laternen in Hinterhöfen und auf Campingplätzen. Die Insekten mit ihren schleierartigen Flügeln lassen sich leicht von ihrer natürlichen Beschäftigung ablenken, nämlich Blütennektar zu schlürfen, räuberischen Fledermäusen auszuweichen und sich zu vermehren. Kleine Gelege der Eier, die sie legen, hängen an langen Stielen an der Unterseite der Blätter und wiegen sich wie Lichterketten im Wind.
Die baumelnden Eier-Ensembles sind schön, aber auch praktisch: Sie verhindern, dass die schlüpfenden Larven ihre ungeschlüpften Geschwister sofort fressen. Mit sichelartigen Kiefern, die ihre Beute durchbohren und aussaugen, seien Florfliegenlarven „bösartig“, heißt es James Truman, emeritierter Professor für Entwicklung, Zell- und Molekularbiologie an der University of Washington. „Es ist wie ‚Die Schöne und das Biest‘ in einem Tier.“
Diese Jekyll-und-Hyde-Dichotomie wird durch Metamorphose ermöglicht, das Phänomen, das vor allem für die Verwandlung von Raupen in Schmetterlinge bekannt ist. In ihrer extremsten Version, der vollständigen Metamorphose, sehen die jugendlichen und erwachsenen Formen wie völlig unterschiedliche Arten aus und verhalten sich auch so. Metamorphose ist im Tierreich keine Ausnahme; es ist fast eine Regel. Mehr als 80 Prozent Die heute bekannten Tierarten, hauptsächlich Insekten, Amphibien und wirbellose Meerestiere, unterliegen einer Form der Metamorphose oder haben komplexe, mehrstufige Lebenszyklen.
Der Prozess der Metamorphose birgt viele Geheimnisse, aber einige der rätselhaftesten drehen sich um das Nervensystem. Im Zentrum dieses Phänomens steht das Gehirn, das nicht nur eine, sondern mehrere unterschiedliche Identitäten kodieren muss. Schließlich unterscheidet sich das Leben eines fliegenden, Partner suchenden Insekts stark vom Leben einer hungrigen Raupe. Seit einem halben Jahrhundert beschäftigen sich Forscher mit der Frage, wie sich ein Netzwerk von Neuronen, das eine Identität kodiert – die einer hungrigen Raupe oder einer mörderischen Florfliegenlarve – verändert, um eine Erwachsenenidentität zu kodieren, die völlig andere Verhaltensweisen und Bedürfnisse umfasst .
Truman und sein Team haben nun herausgefunden, wie sehr die Metamorphose Teile des Gehirns neu mischt. In eine aktuelle Studie in der Zeitschrift veröffentlicht eLifeSie verfolgten Dutzende Neuronen im Gehirn von Fruchtfliegen, die eine Metamorphose durchliefen. Sie fanden heraus, dass sich erwachsene Insekten im Gegensatz zum gequälten Protagonisten aus Franz Kafkas Kurzgeschichte „Die Verwandlung“, der eines Tages als monströses Insekt erwacht, wahrscheinlich nicht an viel von ihrem Larvenleben erinnern können. Obwohl viele der Larvenneuronen in der Studie überlebten, wurde der Teil des Insektengehirns, den Trumans Gruppe untersuchte, dramatisch neu verdrahtet. Diese Überarbeitung der neuronalen Verbindungen spiegelte eine ähnlich dramatische Veränderung im Verhalten der Insekten wider, als sie sich von kriechenden, hungrigen Larven zu fliegenden, paarungssuchenden Erwachsenen wandelten.
Ihre Ergebnisse seien „das bisher detaillierteste Beispiel“ dafür, was mit dem Gehirn eines Insekts passiert, das sich in einer Metamorphose befindet, sagten sie Deniz Erezyilmaz, ein Postdoktorand am Centre for Neural Circuits and Behavior der Universität Oxford, der früher in Trumans Labor arbeitete, aber nicht an dieser Arbeit beteiligt war. Die Ergebnisse könnten auf viele andere Arten auf der Erde zutreffen, fügte sie hinzu.