Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Heuschrecken auf Sparflamme

09.05.2014

HU-Wissenschaftler zeigen, wie die Nervenzellen wechselwarmer Tiere trotz Temperaturschwankungen funktionieren

Warmblütige Tiere wie Säuger und Vögel investieren einen großen Anteil ihrer Energie, um ihre Körpertemperatur konstant zu halten. Die Körpertemperatur von wechselwarmen Tieren wie Amphibien und Insekten hingegen folgt der Umgebungstemperatur.

Solche Änderungen in der Betriebstemperatur des Nervensystems wirken sich jedoch auf die elektrische Aktivität der Nervenzellen aus und können theoretisch negative Folgen für die Signalverarbeitung nach sich ziehen. Erstaunlicherweise „funktioniert“ das Nervensystem vieler wechselwarmer Tiere trotzdem über eine stark variierende Temperaturskala ohne Beeinträchtigung.

„Demnach müssen sie Wege gefunden haben zu verhindern, dass Temperaturschwankungen die Verarbeitung der Signale im Nervensystem beeinflussen“, erklärt Nachwuchswissenschaftler Frederic Römschied, der im Forscherteam um Bernhard Ronacher und Susanne Schreiber vom Fachinstitut für Theoretische Biologie an der Humboldt-Universität zu Berlin diesem Phänomen nachgegangen ist.

Bisher wurde angenommen, dass diese Temperaturkompensationen durch netzwerkartige Verschaltungen der Nervenzellen verliefen. Die Studie „Cell-intrinsic mechanisms of temperature compensation in a grasshopper sensory receptor neuron“ beweist, dass Temperaturkompensation auch in einzelnen Nervenzellen vorkommen kann, ganz ohne Einflüsse des Netzwerks. Die Ergebnisse wurden nun im Wissenschaftsmagazin eLife veröffentlicht.

Untersucht hatten die HU-Wissenschaftler Nervenzellen im Hörsystem der Heuschrecke, die die Lautstärke von eintreffenden akustischen Signalen in Nervenimpulse umwandeln. An der Anzahl der ausgelösten Impulse ließ sich beobachten, dass sich die neuronale Aktivität durch die akustische Stimulierung auch bei Temperaturschwankungen von bis zu 10°C nur wenig veränderte.

Die untersuchten Zellen zeichnen sich dadurch aus, dass sie Informationen über die Lautstärke an andere Nervenzellen weiterleiten, jedoch selbst keine Signale von anderen Nervenzellen erhalten. Demnach muss die beobachtete Temperaturkompensation ohne Einflüsse von vernetzten Nervenzellen erfolgt sein.

Mit Hilfe von mathematischen Modellen konnte das Team aufzeigen, wie die Temperaturkompensation möglich ist: Durch eine geschickte Kombination von spezifischen Ionenkanälen mit entgegengesetzten Einflüssen auf die Nervenzelle wird die Temperaturabhängigkeit der Nervenzellantwort verringert.

So hängt die Anzahl ausgelöster Impulse weit weniger von Temperaturschwankungen ab als erwartet. Außerdem unterscheiden sich die für die Temperaturkompensation wichtigsten Ionenkanäle von denen, die den Energieverbrauch pro Nervenimpuls regulieren. So müssen für die Temperaturkompensation keine zusätzlichen energetischen Kosten entstehen.

Originalveröffentlichung:
Frederic A Roemschied, Monika J Eberhard, Jan-Hendrik Schleimer, Bernhard Ronacher, Susanne Schreiber (2014): Cell-intrinsic mechanisms of temperature compensation in a grasshopper sensory receptor neuron. eLife.

Weitere Informationen:
http://elifesciences.org/content/3/e02078

Kontakt:
Frederic Römschied
Humboldt-Universität zu Berlin
Institut für Biologie
Tel.: 030 2093-8630
frederic.roemschied@bccn-berlin.de

Prof. Dr. Susanne Schreiber
Humboldt-Universität zu Berlin
Institut für Biologie
Tel.: 030 2093-8652
s.schreiber@rz.hu-berlin.de

Hans-Christoph Keller | idw - Informationsdienst Wissenschaft
Weitere Informationen:
http://www.hu-berlin.de/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Der Bluthochdruckschalter in der Nebenniere
20.02.2018 | Forschungszentrum Jülich GmbH

nachricht Markierung für Krebsstammzellen
20.02.2018 | Gesellschaft Deutscher Chemiker e.V.

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: Die Brücke, die sich dehnen kann

Brücken verformen sich, daher baut man normalerweise Dehnfugen ein. An der TU Wien wurde eine Technik entwickelt, die ohne Fugen auskommt und dadurch viel Geld und Aufwand spart.

Wer im Auto mit flottem Tempo über eine Brücke fährt, spürt es sofort: Meist rumpelt man am Anfang und am Ende der Brücke über eine Dehnfuge, die dort...

Im Focus: Eine Frage der Dynamik

Die meisten Ionenkanäle lassen nur eine ganz bestimmte Sorte von Ionen passieren, zum Beispiel Natrium- oder Kaliumionen. Daneben gibt es jedoch eine Reihe von Kanälen, die für beide Ionensorten durchlässig sind. Wie den Eiweißmolekülen das gelingt, hat jetzt ein Team um die Wissenschaftlerin Han Sun (FMP) und die Arbeitsgruppe von Adam Lange (FMP) herausgefunden. Solche nicht-selektiven Kanäle besäßen anders als die selektiven eine dynamische Struktur ihres Selektivitätsfilters, berichten die FMP-Forscher im Fachblatt Nature Communications. Dieser Filter könne zwei unterschiedliche Formen ausbilden, die jeweils nur eine der beiden Ionensorten passieren lassen.

Ionenkanäle sind für den Organismus von herausragender Bedeutung. Wenn zum Beispiel Sinnesreize wahrgenommen, ans Gehirn weitergeleitet und dort verarbeitet...

Im Focus: In best circles: First integrated circuit from self-assembled polymer

For the first time, a team of researchers at the Max-Planck Institute (MPI) for Polymer Research in Mainz, Germany, has succeeded in making an integrated circuit (IC) from just a monolayer of a semiconducting polymer via a bottom-up, self-assembly approach.

In the self-assembly process, the semiconducting polymer arranges itself into an ordered monolayer in a transistor. The transistors are binary switches used...

Im Focus: Erste integrierte Schaltkreise (IC) aus Plastik

Erstmals ist es einem Forscherteam am Max-Planck-Institut (MPI) für Polymerforschung in Mainz gelungen, einen integrierten Schaltkreis (IC) aus einer monomolekularen Schicht eines Halbleiterpolymers herzustellen. Dies erfolgte in einem sogenannten Bottom-Up-Ansatz durch einen selbstanordnenden Aufbau.

In diesem selbstanordnenden Aufbauprozess ordnen sich die Halbleiterpolymere als geordnete monomolekulare Schicht in einem Transistor an. Transistoren sind...

Im Focus: Quantenbits per Licht übertragen

Physiker aus Princeton, Konstanz und Maryland koppeln Quantenbits und Licht

Der Quantencomputer rückt näher: Neue Forschungsergebnisse zeigen das Potenzial von Licht als Medium, um Informationen zwischen sogenannten Quantenbits...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Digitalisierung auf dem Prüfstand: Hochkarätige Konferenz zu Empowerment in der agilen Arbeitswelt

20.02.2018 | Veranstaltungen

Aachener Optiktage: Expertenwissen in zwei Konferenzen für die Glas- und Kunststoffoptikfertigung

19.02.2018 | Veranstaltungen

Konferenz "Die Mobilität von morgen gestalten"

19.02.2018 | Veranstaltungen

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

Highlight der Halbleiter-Forschung

20.02.2018 | Physik Astronomie

Wie verbessert man die Nahtqualität lasergeschweißter Textilien?

20.02.2018 | Materialwissenschaften

Der Bluthochdruckschalter in der Nebenniere

20.02.2018 | Biowissenschaften Chemie

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