Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Grazer Zoologen entdecken, wie Nervenzellen von Heuschrecken arteigene Gesänge herausfiltern

12.08.2015

Die Schwierigkeit, in lautem Stimmengewirr einem einzelnen Gespräch zu folgen, ist als Cocktail-Party-Problem bekannt. Viele Tiere stehen vor einer ähnlichen Situation. So müssen zum Beispiel Heuschrecken im tropischen Regenwald im Lärm anderer Arten die Gesänge ihrer eigenen Männchen hören. Wie das Nervensystem dieser Insekten das möglich macht, haben Zoologen der Karl-Franzens-Universität Graz an der Laubheuschrecke Mecopoda elongata untersucht und dabei erstmals einen neuronalen Mechanismus entdeckt, durch den die Insekten den arteigenen Gesang aus allen anderen Lauten herausfiltern. Die Arbeit wurde kürzlich in der angesehenen Fachzeitschrift „The Journal of Neuroscience“ publiziert.

Mecopoda elongata hat’s besonders schwer. Denn der Gesang der Männchen dieser tropischen Laubheuschrecke wird von einer anderen Art gestört, die mit ohrenbetäubenden 100 Dezibel – vergleichbar mit einem Presslufthammer – zirpt.


Die tropische Laubheuschrecke Mecopoda elongata

Wolfgang Gessl, Zoologie/Uni Graz

Hinzu kommt, dass beide den gleichen breitbandigen Frequenzbereich von 2 bis 70 Kilohertz (kHz) nutzen. Außerdem sind die Laute von Mecopoda elongata leiser und kürzer als jene der Konkurrenz. Trotzdem gelingt die innerartliche Kommunikation. Ein Rätsel, das Forscher vom Institut für Zoologie der Uni Graz nun lösen konnten.

In Verhaltensversuchen können Artgenossen sich trotz des Hintergrundlärms verständigen. „Wir haben entdeckt, dass der Gesang von Mecopoda elongata bei der Frequenz von genau 2 kHz lauter ist als jener der störenden Art“, berichtet Dr. Konstantinos Kostarakos, Erstautor der Publikation. Wird jedoch die Lautstärke bei 2 kHz reduziert, funktioniert die Kommunikation nicht mehr. Gleichzeitig konnten wir feststellen, dass die Heuschrecke Sinneszellen im Gehörorgan hat, die auf 2 kHz abgestimmt sind.“

Das heißt, die ein bis drei Sinneszellen, die auf diese Frequenz ansprechen, sind von besonderer Bedeutung. Von ihnen gelangt die Information dann über Nervenzellen ins Gehirn zur weiteren Verarbeitung. Diese Nervenzellen sind ebenfalls auf 2 kHz spezialisiert.

„Die Sinnes- und Nervenzellen von Mecopoda elongata und den anderen Heuschrecken sind nicht grundsätzlich verschieden, aber sie machen sich den kleinen Unterschied bei 2 kHz für das Hören unter extremen Lärmbedingungen zunutze“, fasst O.Univ.-Prof. Dr. Heiner Römer, Leiter der Arbeitsgruppe Verhalten & Neurobiologie, eine zentrale Erkenntnis der Forschungen zusammen.

Die untersuchte Heuschrecke hat nur 40 Sinneszellen in ihrem Gehörorgan, das sich in den Vorderbeinen befindet. Im Vergleich dazu: Im Ohr des Menschen sind es etwa 13.000. Doch Hören und die nervöse Verarbeitung funktioniert bei allen Lebewesen im Prinzip gleich.

Somit könnte der von den Grazer Zoologen entdeckte Mechanismus unter anderem auch in der menschlichen Kommunikation eine wesentliche Rolle bei der Lösung des Cocktail-Party-Problems spielen.

Publikation:
Neural Mechanisms for Acoustic Signal Detection under Strong Masking in an Insect
Konstantinos Kostarakos and Heiner Römer
The Journal of Neuroscience, 22 July 2015, 35(29):10562-10571; doi:10.1523/JNEUROSCI.0913-15.2015

Kontakt:
O.Univ.-Prof. Dr. Heiner Römer
Institut für Zoologie der Karl-Franzens-Universität Graz
Tel.: +43 (0)316/380-5596
E-Mail: heinrich.roemer@uni-graz.at

Weitere Informationen:

http://zoologie.uni-graz.at/de/forschen/neurobiologie-und-verhalten Arbeitsgruppe Verhalten & Neurobiologie, Uni Graz
http://www.jneurosci.org/content/35/29/10562.short Publikation Neural Mechanisms for Acoustic Signal Detection under Strong Masking in an Insect

Gudrun Pichler | Karl-Franzens-Universität Graz

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Bienen brauchen es bunt
20.08.2018 | Julius-Maximilians-Universität Würzburg

nachricht Künstliche Enzyme aus DNA
20.08.2018 | Ruhr-Universität Bochum

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 Mischung macht‘s: Jülicher Forscher entwickeln schnellladefähige Festkörperbatterie

Mit Festkörperbatterien sind aktuell große Hoffnungen verbunden. Sie enthalten keine flüssigen Teile, die auslaufen oder in Brand geraten könnten. Aus diesem Grund sind sie unempfindlich gegenüber Hitze und gelten als noch deutlich sicherer, zuverlässiger und langlebiger als herkömmliche Lithium-Ionen-Batterien. Jülicher Wissenschaftler haben nun ein neues Konzept vorgestellt, das zehnmal größere Ströme beim Laden und Entladen erlaubt als in der Fachliteratur bislang beschrieben. Die Verbesserung erzielten sie durch eine „clevere“ Materialwahl. Alle Komponenten wurden aus Phosphatverbindungen gefertigt, die chemisch und mechanisch sehr gut zusammenpassen.

Die geringe Stromstärke gilt als einer der Knackpunkte bei der Entwicklung von Festkörperbatterien. Sie führt dazu, dass die Batterien relativ viel Zeit zum...

Im Focus: It’s All in the Mix: Jülich Researchers are Developing Fast-Charging Solid-State Batteries

There are currently great hopes for solid-state batteries. They contain no liquid parts that could leak or catch fire. For this reason, they do not require cooling and are considered to be much safer, more reliable, and longer lasting than traditional lithium-ion batteries. Jülich scientists have now introduced a new concept that allows currents up to ten times greater during charging and discharging than previously described in the literature. The improvement was achieved by a “clever” choice of materials with a focus on consistently good compatibility. All components were made from phosphate compounds, which are well matched both chemically and mechanically.

The low current is considered one of the biggest hurdles in the development of solid-state batteries. It is the reason why the batteries take a relatively long...

Im Focus: Farbeffekte durch transparente Nanostrukturen aus dem 3D-Drucker

Neues Design-Tool erstellt automatisch 3D-Druckvorlagen für Nanostrukturen zur Erzeugung benutzerdefinierter Farben | Wissenschaftler präsentieren ihre Ergebnisse diese Woche auf der angesehenen SIGGRAPH-Konferenz

Die meisten Objekte im Alltag sind mit Hilfe von Pigmenten gefärbt, doch dies hat einige Nachteile: Die Farben können verblassen, künstliche Pigmente sind oft...

Im Focus: Color effects from transparent 3D-printed nanostructures

New design tool automatically creates nanostructure 3D-print templates for user-given colors
Scientists present work at prestigious SIGGRAPH conference

Most of the objects we see are colored by pigments, but using pigments has disadvantages: such colors can fade, industrial pigments are often toxic, and...

Im Focus: Eisen und Titan in der Atmosphäre eines Exoplaneten entdeckt

Forschende der Universitäten Bern und Genf haben erstmals in der Atmosphäre eines Exoplaneten Eisen und Titan nachgewiesen. Die Existenz dieser Elemente in Gasform wurde von einem Team um den Berner Astronomen Kevin Heng theoretisch vorausgesagt und konnte nun von Genfern Astronominnen und Astronomen bestätigt werden.

Planeten in anderen Sonnensystemen, sogenannte Exoplaneten, können sehr nah um ihren Stern kreisen. Wenn dieser Stern viel heisser ist als unsere Sonne, dann...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

LaserForum 2018 thematisiert die 3D-Fertigung von Komponenten

17.08.2018 | Veranstaltungen

Aktuelles aus der Magnetischen Resonanzspektroskopie

16.08.2018 | Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - Oktober 2018

16.08.2018 | Veranstaltungen

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

1,6 Millionen Euro für den Aufbau einer Forschungsgruppe zu Quantentechnologien

20.08.2018 | Förderungen Preise

IHP-Technologie darf in den Weltraum fliegen

20.08.2018 | Energie und Elektrotechnik

Eröffnung des neuen Produktionsgebäudes bei Heraeus Medical in Wehrheim

20.08.2018 | Unternehmensmeldung

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