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12.03.09 Fliegen verarbeiten Hör- und Gleichgewichtsreize aus den Fühlern mit unterschiedlichen Nervenzellen

Fliegen registrieren akustische Signale und Schwerkraft mit einem Sinnesorgan

Göttinger Forscher untersuchen Nervenzellen des Modellorganismus Drosophila melanogaster

Mit nur einem Sinnesorgan registrieren Fliegen akustische Signale und Schwerkraft: So sind sowohl die Hör- als auch die Gleichgewichtswahrnehmung in ihre sogenannten Antennen, eine Art Fühler, integriert. Um diese beiden - durch mechanische Bewegungen ausgelösten - Reize unterscheiden zu können, kommen an der Antennenbasis zwei Typen von funktionell verschiedenen Nervenzellen zum Einsatz. Das haben Neurobiologen der Universität Göttingen zusammen mit Kollegen aus Japan am Modellorganismus der Drosophila melanogaster, der Fruchtfliege, nachgewiesen.

Abb. 1: Frontalansicht des Fliegenkopfs mit den beiden Antennen (oben). Durch Schall und Schwerkraft ausgelöste Antennenbewegungen werden von speziellen Sinneszellen (grün, unten) in der Antennenbasis registriert
Quelle: Prof. Moser/CMPB

Seit langem ist bekannt, dass Fliegen über Sinnesorgane zur Wahrnehmung akustischer Signale und der Schwerkraft verfügen müssen. Bei der Fruchtfliege befindet sich je eine Antenne an der Innenseite der Augen. Ein solcher Fühler wird durch Schallwellen oder eine Lageveränderung im Schwerkraftfeld der Erde in Bewegung gesetzt: Darauf reagiert eine Gruppe von rund 500 sensorischen Nervenzellen, die sich an der Antennenbasis befinden. Druck und Zug führen dazu, dass die Ionenkanäle in den Membranen der Zellen geöffnet oder geschlossen werden. Die dadurch ausgelösten Nervenimpulse werden in die Teile des Gehirns weitergeleitet, die Hör- und Gleichgewichtsreize verarbeiten und das Verhalten steuern.

Die Wissenschaftler sind in ihren aktuellen Untersuchungen der Frage nachgegangen, wie die mechanische Reizung von 500 Nervenzellen einmal ein akustisches Signal und zum anderen eine Veränderung der Lage anzeigen kann. Zum Einsatz kam dabei ein neuartiges, komplexes Messverfahren. Damit konnten die Forscher nachweisen, dass sich die Nervenzellen an der Antennenbasis in ihrer Funktionalität unterscheiden. Diejenigen, die durch eine langsame und anhaltende Lageveränderung der Antenne im Schwerkraftfeld der Erde angesprochen werden, vermitteln den Gleichgewichtssinn. Der andere Zelltyp reagiert auf die hochfrequenten Bewegungsausschläge des Fühlers, die durch Schallwellen hervorgerufen werden.

Quelle

The neural basis of Drosophila gravity-sensing and hearing
A. Kamikouchi, et. al., Nature 2009. DOI: 10.1038/nature07810

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Fliegen verarbeiten Hör- und Gleichgewichtsreize aus den Fühlern mit unterschiedlichen Nervenzellen
(URL: http://www.organische-chemie.ch/chemie/2009mae/fliegen.shtm)

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