Professur für Forstzoologie und Entomologie Albert-Ludwigs-Universität Freiburg i.Br. Professur für Forstzoologie
und Entomologie
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Histologisches Labor + Raster-Elektronenmikroskop

Spezialisierte Sender- und Empfängerorgane sind die Basis jedweder Kommunikationsprozesse - ob es sich bei der chemischen Verständigung um Duft- oder Geschmacksstoffe produzierende Drüsen und um chemische Sinnesorgane handelt oder bei akustischer Kommunikation um lauterzeugende oder Hörorgane: Kommunikation bedarf immer Sender- und Empfängerorganen, d.h. sie hat immer strukturelle morphologische Grundlagen.
Sender- wie Empfängerorgane sind durch ihr äußeres Aussehen und ihre Lage, aber auch durch ihre zelluläre Organisation zu charakterisieren. Mit dem Raster-Elektronenmikroskop (REM) werden Oberflächen untersucht, wobei Vergrößerungen bis zu 30.000x möglich sind.
Der zelluläre Aufbau von Organen wird mit histologischen Techniken aufgeklärt: Nach der Fixierung entsprechender Gewebe werden 2-10 µm (= 2/1.000-1/100 mm) dünne Schnitte angefertigt, ggf. mit Reagentien gefärbt und mit einem Lichtmikroskop ausgewertet.

Funktionsmorphologie
Mit dieser Ausstattung können wir auf verschiedenen Detailebenen funktionsmorphologische Studien betreiben, welche chemische wie sinnes- und verhaltensphysiologische Arbeiten ergänzen.
Schwerpunkte der derzeitigen morphologisch-histologischen Arbeiten betreffen:
• die Feinstruktur von Drüsen diverser Schmetterlinge und Käfer, welche Duftstoffe zur innerartlichen Kommunikation produzieren und verteilen,
• die Funktionsmorphologie von Augen, Antennen, Rüsseln, Tymbal- und Tympanal-Organen (Organen zur Produktion und Wahrnehmung von Lauten),
• die neuronale Verschaltung von Rezeptoren der Riech- und Schmeckhaare auf Fühlern und Mundwerkzeugen im Oberschlundganglion ('Gehirn').
Vergleichende morphologisch-/histologische Studien werden auch durchgeführt, um Einblicke in die stammesgeschichtliche Entwicklung von Kommunikationssystemen und/oder Arten zu erhalten. Im Zusammenhang mit taxonomischen Fragen spielt die Morphologie, insbesondere die der Geschlechtsorgane als diagnostische Strukturen, eine entscheidende Rolle.

Einzelzellableitungen
Mit dem Elektroantennogramm, d.h. mit der Ableitung von Summenpotentialen aller Rezeptoren eines Fühlers, kann zwar festgestellt werden, ob ein Tier mit seinen Antennen eine bestimmte Testsubstanz riechen kann, allerdings sind Aussagen über das Unterscheidungsvermögen und über die Empfindlichkeit nur bedingt möglich. Hierzu werden Einzelzellableitungen durchgeführt: mittels Elektroden, die bei einer durchschnittlichen Größe der Sensillen von nur einigen tausendstel Millimetern entsprechend fein sein müssen, werden die von einer Rezeptorzelle erzeugten elektrischen Signale, die an das Gehirn weitergeleitet werden, registriert. Diese Signale ("Spikes"), aber vor allem deren zeitliche Abfolge, geben Aufschluss über die Sensitivität und Spezifität gegenüber dem untersuchten Reiz.
Mit dieser Methode kann festgestellt werden, welche Sinneshaare für die Wahrnehmung eines bestimmten Reizes verantwortlich sind, welche Empfindlichkeit sie besitzen und welche Stoffe sie nicht unterscheiden können.

 

einige Beispiele