Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Orientierung von Heuschrecken: Offene Fragen gelöst

01.06.2007
Marburger Neurobiologen zeigen, dass Nervenzellen im Heuschreckengehirn sowohl auf den Farbgradienten als auch auf das Polarisationsmuster des Himmelslichts reagieren - Vollständige Erklärung des Orientierungsvermögens stand bislang noch aus Heuschrecken verfügen über die erstaunliche Fähigkeit, sich an der Polarisation des blauen Himmelslichts zu orientieren: Aus der Richtung, in der die elektrischen Feldvektoren der Lichtstrahlen schwingen, "berechnen" sie, wohin sie fliegen (siehe auch unsere Pressemitteilung "Himmelskarte im Heuschreckengehirn", http://www.uni-marburg.de/aktuelles/news/2007/0431/0215).

Dies allerdings ist nur die halbe Antwort auf die Frage nach dem Orientierungsvermögen der Wüstenheuschrecke Schistocerca gregaria: "Die Polarisation gibt der Heuschrecke nur Auskunft darüber, entlang welcher gedachten Linie die Sonne zu suchen ist, nicht aber darüber, an welchem Ende der Linie", erklärt der Marburger Neurobiologe Professor Dr. Uwe Homberg. "Noch entscheidender aber ist, dass sich das Polarisationsmuster des Himmels während der Bewegung der Sonne im Tagesverlauf ständig verändert. Das heißt also: Zum Wissen über die Polarisationsrichtung müssen weitere Informationen über den aktuellen Sonnenstand hinzukommen."

Wie Heuschreckenhirne die fehlenden Informationen gewinnen, beschreiben Uwe Homberg und sein Mitarbeiter Dr. Keram Pfeiffer vom Fachbereich Biologie der Philipps-Universität Marburg nun im internationalen Fachjournal Current Biology ("Coding of Azimuthal Directions via Time-Compensated Combination of Celestial Compass Cues", Current Biology 17, 1-6, 5. Juni 2007).

Heuschrecken erkennen die "richtige" Himmelshälfte an der Farbe

"Wir haben Nervenzellen im optischen Tuberkel des Heuschreckenhirns identifiziert, die nicht nur die Polarisationsrichtung des blauen Himmelslichts verarbeiten", so Homberg. "Zusätzlich nämlich können sie anhand des Farbverlaufs des Himmels 'berechnen', in welcher Richtung die Sonne tatsächlich zu suchen ist." Letztere Fähigkeit basiert auf dem Phänomen, dass die "Himmelshälfte", in der die Sonne steht, über einen größeren Anteil an grünwelligem Licht, die entgegengesetzte Hälfte hingegen über einen vergleichsweise großen Ultraviolettanteil verfügt. Indem bestimmte Neuronen unterschiedlich auf die beiden Lichtfarben reagieren, liefern sie also die fehlende Information.

Teilweise aufgeklärt ist nun auch die Frage, wie es der Heuschrecke gelingt, den Lauf der Sonne (und das sich dabei verändernde Polarisationsmuster des Himmels) zu berücksichtigen. "In unseren Experimenten haben wir herausgefunden, dass sich die Polarisationsrichtung, auf die die Neuronen am stärksten reagieren, im Tagesverlauf verändert", sagt Homberg. Tagesperiodische Änderungen in der Sonnenhöhe und damit im Polarisationsmuster des Himmels können so ausgeglichen werden. Dieser Effekt dürfte "eine starke genetische Komponente" haben, vermutet der Neurobiologe, denn die Variabilität der Polarisationswahrnehmung scheint an den Sonnenverlauf im nördlichen Afrika, der ursprünglichen Heimat der Wüstenheuschrecke, angepasst zu sein - und das, obwohl "seine" Heuschrecken in Marburg aufgezogen wurden.

Nach wie vor offen ist allerdings, auf welche Weise die horizontale Wanderung der Sonne im Tagesverlauf kompensiert wird. Dass dies geschieht, gilt allerdings als sicher, denn schließlich gelingt es den Tieren während ihrer Wanderungszeiten, mittels ihres "Himmelskompasses" Hunderte Kilometer lange Strecken geradlinig zu überwinden. "Doch auch diese letzte Frage nehmen wir derzeit in Angriff", so Homberg. "Wir vermuten, dass diese Kompensation in neuronalen Strukturen stattfindet, die der Flugsteuerung der Heuschrecken umittelbar vorgelagert sind."

Kontakt
Professor Dr. Uwe Homberg: Philipps-Universität Marburg, Fachbereich Biologie, Fachgebiet Neurobiologie/Ethologie, Karl-von-Frisch-Str. 8, 35032 Marburg

Tel.: (06421) 28 23402, E-Mail: homberg@staff.uni-marburg.de

Thilo Körkel | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-marburg.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Wirt oder Gast? Proteomik gibt neue Aufschlüsse über Reaktion von Rifforganismen auf Umweltstress
23.02.2018 | Leibniz-Zentrum für Marine Tropenforschung (ZMT)

nachricht Wie Zellen unterschiedlich auf Stress reagieren
23.02.2018 | Max-Planck-Institut für molekulare Genetik

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Vorstoß ins Innere der Atome

Mit Hilfe einer neuen Lasertechnologie haben es Physiker vom Labor für Attosekundenphysik der LMU und des MPQ geschafft, Attosekunden-Lichtblitze mit hoher Intensität und Photonenenergie zu produzieren. Damit konnten sie erstmals die Interaktion mehrere Photonen in einem Attosekundenpuls mit Elektronen aus einer inneren atomaren Schale beobachten konnten.

Wer die ultraschnelle Bewegung von Elektronen in inneren atomaren Schalen beobachten möchte, der benötigt ultrakurze und intensive Lichtblitze bei genügend...

Im Focus: Attoseconds break into atomic interior

A newly developed laser technology has enabled physicists in the Laboratory for Attosecond Physics (jointly run by LMU Munich and the Max Planck Institute of Quantum Optics) to generate attosecond bursts of high-energy photons of unprecedented intensity. This has made it possible to observe the interaction of multiple photons in a single such pulse with electrons in the inner orbital shell of an atom.

In order to observe the ultrafast electron motion in the inner shells of atoms with short light pulses, the pulses must not only be ultrashort, but very...

Im Focus: Good vibrations feel the force

Eine Gruppe von Forschern um Andrea Cavalleri am Max-Planck-Institut für Struktur und Dynamik der Materie (MPSD) in Hamburg hat eine Methode demonstriert, die es erlaubt die interatomaren Kräfte eines Festkörpers detailliert auszumessen. Ihr Artikel Probing the Interatomic Potential of Solids by Strong-Field Nonlinear Phononics, nun online in Nature veröffentlich, erläutert, wie Terahertz-Laserpulse die Atome eines Festkörpers zu extrem hohen Auslenkungen treiben können.

Die zeitaufgelöste Messung der sehr unkonventionellen atomaren Bewegungen, die einer Anregung mit extrem starken Lichtpulsen folgen, ermöglichte es der...

Im Focus: Good vibrations feel the force

A group of researchers led by Andrea Cavalleri at the Max Planck Institute for Structure and Dynamics of Matter (MPSD) in Hamburg has demonstrated a new method enabling precise measurements of the interatomic forces that hold crystalline solids together. The paper Probing the Interatomic Potential of Solids by Strong-Field Nonlinear Phononics, published online in Nature, explains how a terahertz-frequency laser pulse can drive very large deformations of the crystal.

By measuring the highly unusual atomic trajectories under extreme electromagnetic transients, the MPSD group could reconstruct how rigid the atomic bonds are...

Im Focus: Verlässliche Quantencomputer entwickeln

Internationalem Forschungsteam gelingt wichtiger Schritt auf dem Weg zur Lösung von Zertifizierungsproblemen

Quantencomputer sollen künftig algorithmische Probleme lösen, die selbst die größten klassischen Superrechner überfordern. Doch wie lässt sich prüfen, dass der...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Von festen Körpern und Philosophen

23.02.2018 | Veranstaltungen

Spannungsfeld Elektromobilität

23.02.2018 | Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - April 2018

21.02.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Vorstoß ins Innere der Atome

23.02.2018 | Physik Astronomie

Wirt oder Gast? Proteomik gibt neue Aufschlüsse über Reaktion von Rifforganismen auf Umweltstress

23.02.2018 | Biowissenschaften Chemie

Wie Zellen unterschiedlich auf Stress reagieren

23.02.2018 | Biowissenschaften Chemie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics