News: Ohrenwackeln
Ein feines Gehör, welches das Wispern der Blätter und das Donnern eines Gewitters genauso überträgt wie das tiefe Knurren eines Wolfes oder das helle Zwitschern eines Goldhähnchens: für Wirbeltierohren, dank innerer Verstärkung, kein Problem. Aber auch Taufliegen greifen zu ähnlichen Tricks.
Taufliegen und ihre Verwandten brauchen gute Ohren, um den Gesängen ihrer Artgenossen zu lauschen. Anders als das Ohr der Wirbeltiere sitzt das verantwortlich Organ aber nicht im Kopf, sondern auf den Antennen. Für den Empfang zuständig ist das dritte Segment, welches, zusammen mit der federartigen Arista, unter den auftreffenden Schallwellen erzittert. Diese Vibrationen dehnen und quetschen die Nervenzellen des "Fliegenohrs" – dem Johnston'schen Organ auf dem zweiten Antennen-Segment –, die letztendlich den Reiz weitergeben.
Das klingt nach einem einfachen, rein mechanischen Prozess: Je heftiger die Antenne zittert, desto stärker sollte die Fliege einen Ton wahrnehmen. Doch so simpel, wie es scheint, ist es nicht, wie Martin Göpfert und Daniel Robert von der University of Bristol nun an Taufliegen zeigen. Die Wissenschaftler beraubten die Tiere ihrer Beine und Flügel, fixierten den Kopf und beschallten sie dann mit verschiedenen Tonfrequenzen, während sie die Bewegungen der Antennen-Segmente mit einem Laser-Doppler-Vibrometer überwachten.
Das dritte Segment zitterte zwar mit abnehmender Intensität der Schallsignale immer weniger, doch war die Abnahme nicht linear: Im unteren Intensitätsbereich bewegte sich das Empfangsteil stärker, als man eigentlich erwarten würde. Offenbar werden manche Komponenten des steifen Fliegengehörs nachgiebiger und beweglicher, wenn die Intensität sinkt. So können auch geringe Signale noch sicher weitergegeben werden. Außerdem ist die Resonanz des Empfängers damit bestens auf typischen Fliegengesang bei 160 bis 210 Hertz eingestimmt.
Zudem beobachteten die Forscher, dass der Schallempfänger auch bei absoluter Stille gelegentlich von selbst zuckt, und zwar ebenfalls im Frequenzbereich von Fliegenliedern. Allerdings mussten die Tiere dafür bei vollem Bewusstsein sein – waren sie betäubt oder gar tot, fehlte das eigenständige Vibrieren und die verstärkend wirkende Anpassung der Bewegung: Die Antenne bewegte sich rein linear zur Intensität der Signale.
Verantwortlich für das "Ohrenwackeln" sind offenbar die nachgeschalteten Nervenzellen des zweiten Segments, wie genetisch veränderte Taufliegen zeigen. Bei den Tieren war der Kontakt zwischen Empfänger und den mechanosensorischen Nervenzellen des zweiten Segments unterbrochen, weil ihnen ein verbindendes Protein fehlte. Als Göpfert und Robert die derart hörgeschädigten Tiere beschallten, zeigte sich eine rein lineare Reaktion des Empfänger-Segments und keine Spur von einer Anpassung an niedrigere Intensitäten. Und auch ein eigenständiges Zucken konnten die Forscher nicht nachweisen. Ähnliche Ergebnisse zeigten die Versuche an Fliegen, deren Neuronen des Hörapparates Abweichungen vom normalen Bau aufweisen.
Untermauert wird dies noch durch die Ergebnisse der Untersuchung von Fliegen, bei denen die Umwandlung des Reizes in eine Veränderung des Membranpotenzials der Sinneszelle gestört ist: Sie waren weitaus weniger in der Lage, ihre Empfänger-Segmente an niedrigere Intensitäten anzupassen.
Damit zeigen Taufliegen – und in früheren Untersuchungen bereits auch Stechmücken – eine interessante Parallele zum Hörsinn der Wirbeltiere. Denn auch hier sorgen aktive Bewegungen der zuständigen Schall-Empfänger dafür, dass Schwingungen verstärkt werden. Das führt sogar so weit, dass die Haarzellen des Innenohres durch ihre Bewegung selbst Töne erzeugen, die dann manchmal im äußeren Gehörgang nachweisbar sind. Ob allerdings auch Fliegen einen solchen "Ohrwurm" generieren, bleibt dann doch fraglich.
Das klingt nach einem einfachen, rein mechanischen Prozess: Je heftiger die Antenne zittert, desto stärker sollte die Fliege einen Ton wahrnehmen. Doch so simpel, wie es scheint, ist es nicht, wie Martin Göpfert und Daniel Robert von der University of Bristol nun an Taufliegen zeigen. Die Wissenschaftler beraubten die Tiere ihrer Beine und Flügel, fixierten den Kopf und beschallten sie dann mit verschiedenen Tonfrequenzen, während sie die Bewegungen der Antennen-Segmente mit einem Laser-Doppler-Vibrometer überwachten.
Das dritte Segment zitterte zwar mit abnehmender Intensität der Schallsignale immer weniger, doch war die Abnahme nicht linear: Im unteren Intensitätsbereich bewegte sich das Empfangsteil stärker, als man eigentlich erwarten würde. Offenbar werden manche Komponenten des steifen Fliegengehörs nachgiebiger und beweglicher, wenn die Intensität sinkt. So können auch geringe Signale noch sicher weitergegeben werden. Außerdem ist die Resonanz des Empfängers damit bestens auf typischen Fliegengesang bei 160 bis 210 Hertz eingestimmt.
Zudem beobachteten die Forscher, dass der Schallempfänger auch bei absoluter Stille gelegentlich von selbst zuckt, und zwar ebenfalls im Frequenzbereich von Fliegenliedern. Allerdings mussten die Tiere dafür bei vollem Bewusstsein sein – waren sie betäubt oder gar tot, fehlte das eigenständige Vibrieren und die verstärkend wirkende Anpassung der Bewegung: Die Antenne bewegte sich rein linear zur Intensität der Signale.
Verantwortlich für das "Ohrenwackeln" sind offenbar die nachgeschalteten Nervenzellen des zweiten Segments, wie genetisch veränderte Taufliegen zeigen. Bei den Tieren war der Kontakt zwischen Empfänger und den mechanosensorischen Nervenzellen des zweiten Segments unterbrochen, weil ihnen ein verbindendes Protein fehlte. Als Göpfert und Robert die derart hörgeschädigten Tiere beschallten, zeigte sich eine rein lineare Reaktion des Empfänger-Segments und keine Spur von einer Anpassung an niedrigere Intensitäten. Und auch ein eigenständiges Zucken konnten die Forscher nicht nachweisen. Ähnliche Ergebnisse zeigten die Versuche an Fliegen, deren Neuronen des Hörapparates Abweichungen vom normalen Bau aufweisen.
Untermauert wird dies noch durch die Ergebnisse der Untersuchung von Fliegen, bei denen die Umwandlung des Reizes in eine Veränderung des Membranpotenzials der Sinneszelle gestört ist: Sie waren weitaus weniger in der Lage, ihre Empfänger-Segmente an niedrigere Intensitäten anzupassen.
Damit zeigen Taufliegen – und in früheren Untersuchungen bereits auch Stechmücken – eine interessante Parallele zum Hörsinn der Wirbeltiere. Denn auch hier sorgen aktive Bewegungen der zuständigen Schall-Empfänger dafür, dass Schwingungen verstärkt werden. Das führt sogar so weit, dass die Haarzellen des Innenohres durch ihre Bewegung selbst Töne erzeugen, die dann manchmal im äußeren Gehörgang nachweisbar sind. Ob allerdings auch Fliegen einen solchen "Ohrwurm" generieren, bleibt dann doch fraglich.
Wenn Sie inhaltliche Anmerkungen zu diesem Artikel haben, können Sie die Redaktion per E-Mail informieren. Wir lesen Ihre Zuschrift, bitten jedoch um Verständnis, dass wir nicht jede beantworten können.