Viele Tiere benutzen ihren Geruchssinn zum Auffinden von Nahrung und Geschlechtspartnern. Bei vielen Nachtfaltern ist dazu ein besonders effektives System der Partnerfindung evolviert, bei dem das Weibchen Sexualpheromone produziert und aussendet, die von den Männchen besonders gut wahrgenommen werden können. Die Sensibilität der Männchen für die arteigenen Sexualpheromone ist so hoch, dass eine Partnerfindung über lange Distanzen möglich ist.
Die männliche Ypsiloneule, Agrotis ipsilon, erlebt jedoch nach der Paarung eine Periode von verringerter Sensibilität auf das artspezifische Sexualpheromon, die Post-Ejakulations Intervall (PEI) genannt wird. Während dieser Phase werden die männlichen Falter nicht von Sexualpheromon bzw. den pheromonaussendenden Weibchen angezogen. Das PEI dauert bis zur nächsten nächtlichen Aktivitätsperiode, von diesem Zeitpunkt an ist die ursprüngliche Sensibilität vollständig wiederhergestellt. Dieses Pausieren des Sexualverhaltens erlaubt den verpaarten Männchen für die Fortpflanzung wichtige Proteine in den Akzessorischen Sexualdrüsen (ASD) zu sammeln, die bei der vorherigen Paarung vollständig entleert wurden. Damit verhindern die Männchen Verpaarungen mit geringer Befruchtungswahrscheinlichkeit.
Diese Plastizität im Sexualverhalten wird maßgeblich bestimmt durch eine verringerte Sensibilität auf Sexualpheromon der Projektionsneurone (PN) in den primären olfaktorischen Zentren, den Antennalloben (AL). Das beobachtete PEI könnte durch Veränderungen in der Produktion neuroregulatorischer Peptide, biogener Amine oder Ecdysteroidhormone reguliert werden.
Auch wenn bis dato keine Mechanismen bekannt sind, die das PEI bei Insektenmännchen auslösen, so ist doch bei Weibchen vieler Insektenarten (zum Beispiel aus den Ordnungen Diptera oder Lepidoptera) eine Refraktärperiode bekannt, die durch eine vorhergegangene Paarung ausgelöst wird. Dabei werden vom Männchen Peptide wie das Sex-Peptid (SP) übertragen, die von den männlichen ASD gebildet werden und im weiblichen Organismus über spezifische Rezeptoren wirken. Es ist möglich, dass im männlichen Organismus ähnliche Peptide das PEI auslösen.
Um das Ursprungsorgan des männlichen PEI zu finden, wurden die Effekte von Injektionen mit Gehirnen oder ASD auf das Verhalten von unverpaarten und verpaarten männlichen Faltern in Windtunnelexperimenten beobachtet.
Wesentlich wurden zwei Hypothesen verfolgt: i) unverpaarte Männchen produzieren eine Substanz die ihre Empfindlichkeit für das weibliche Pheromon aufrechterhält, und die nach der Paarung nicht mehr oder in verringertem Maß produziert wird & ii) verpaarte Männchen erzeugen auf Grund der Paarung eine Substanz die das PEI induziert. Zusätzlich wurden die möglicherweise unterschiedlichen Peptidprofile in den Gehirnen unverpaarter und verpaarter Männchen mittels MALDI-TOF Massenspektrometrie verglichen.
Die Ergebnisse zeigen deutlich, dass das Verhalten verpaarter Männchen nicht durch die Injektion von Geweben unverpaarter Männchen beeinflussbar ist. Im Gegensatz dazu ist es durchaus möglich mittels der Injektion von ASD, aber nicht Gehirnen, verpaarter Männchen eine Reduktion des Verhaltens unverpaarter Männchen zu erreichen.
Weiters zeigen die vorläufigen Ergebnisse der MALDI-TOF Massenspektrometrie keine drastischen Veränderungen im Peptideprofil nach der Paarung.
Demnach kann geschlossen werden dass die männlichen ASD Substanzen produzieren, die nicht nur das Verhalten des Weibchens verändern, sondern auch auf das Männchen selbst einwirken. Nachdem verpaarte Männchen Verhaltensänderungen zeigen die denen verpaarter Weibchen ähneln, wird angenommen, dass ein Peptid ähnlich dem SP das männliche PEI auslöst. Alternativ dazu könnte die Steuerung des PEI durch Dopamin (DA) oder das Insektenhormon 20-Hydroxyecdyson erfolden, da beide Substanzen nachgewiesenermaßen von großer Bedeutung für die männliche Sexualität von Vertebraten und Insekten sind.Olfaction is used by most animals to find adequate food sources and sexual partners. Newly-mated males of the moth Agrotis ipsilon experience a post-ejaculation interval (PEI), during which they are not attracted to the female-produced sex pheromone. This period lasts until the next night when the sensitivity is fully restored, and allows the males to refill their reproductive accessory sex glands for a potential new mating. This behavioural plasticity is accompanied by a reduced sensitivity of projection neurons (PN) in the primary olfactory centre, the antennal lobes (AL). This observed PEI could be due to a down- or up-regulation of neuroregulatory peptides, biogenic amines or ecdysteroid hormones.
Whereas there is no mechanism known to trigger PEI in insect males, a period of non-receptivity following mating was demonstrated in females of many insect species (e.g. Diptera, Lepidoptera). The female reproductive refractory phase is induced by proteins such as the sex peptide (SP) derived from the male accessory sex glands (ASGs), which are transferred during the copulation and act through the neuronal pathway via specific receptors. It might be possible that similar factors could have comparable effects in males.
In order to elucidate the origin of the observed PEI in A. ipsilon males, the effects of injections of brains or ASGs on the physiology of virgin and mated males were examined by windtunnel experiments.
Two main hypotheses were tested i) virgin males express in their tissues a substance that renders them sensitive to the female pheromone, which is no longer produced after mating; ii) mated males produce a substance as a result of mating that induces the PEI. Additionally, putatively differing peptide profiles of brains of virgin and mated males were compared by means of MALDI-TOF.
The results show that the behaviour of mated males could not be restored by the injection of tissues from virgin males. Contrarily, injections of ASGs, but not brains, of mated males significantly reduced the behavioural response of virgin males. Lastly, preliminary MALDI-TOF results show that the peptide profile is not drastically changed after mating.
Thus it is concluded that the male ASGs produce substances that not only affect the female’s behaviour, but also act on the male itself. As males show changes in their behaviour similar to unreceptive females, it is presumed that a SP-like peptide induces the male PEI. Alternatively, the PEI could be triggered by dopamine (DA) or the insect horomone 20-Hydroxyecdysone (20-OH-E), as these substances have been shown to be of great importance in male sexuality in both vertebrates and insects
