Der Hypothalamus und seine assoziierten Kerngebiete bei Strahlenflossern

Abstract

Der Hypothalamus der Teleostier, die bei weitem die größte Gruppe der Strahlenflosser ausmachen, besteht aus einem periventrikulären Bereich, einem tuberalen Lobus und zwei inferioren Lobi. Auf die Vermutung hin, dass der inferiore Lobus, bekannt als ein multisensorisches Integrationszentrum, während der Evolution neben dem Telencephalon eine wichtige Rolle gespielt haben könnte, wurde er weiter untersucht. Er erscheint erstmals als vollständig entwickelt bei <em>Lepisosteus</em>. Die morphometrische Analyse zeigte eine signifikante Zunahme des relativen Volumens der inferioren Lobi bei Strahlenflossern von Arten der Lepisosteiformes zu denen der Tetraodontiformes. Bei einigen Arten überschritt das relative Volumen der inferioren Lobi sogar das des Telencephalons. Das Calcium-bindende Protein Calretinin, das im visuellen System vorkommt, kann in hohen Mengen in Zellkörpern und Fasern des inferioren Lobus und den assoziierten Kerngebieten beim Feuermaulbuntbarsch, <em>Thorichthys meeki</em>, vorgefunden werden. Außerdem zeigten Tracer-Applikationen in den Nucleus posterior tuberis bei <em>T. meeki</em>, dass dieses Kerngebiet bei Cichliden, zu denen <em>T. meeki</em> gehört, möglicherweise in sensorischen Rückkopplungsschleifen involviert ist und Teil eines Hauptwegs vom Tectum opticum zum Telencephalon über den Hypothalamus darstellt. Beim Assel-Kugelfisch, <em>Colomesus asellus</em>, offenbarten Tracer-Injektionen in das Tectum opticum, den Nucleus corticalis und den Nucleus glomerulosus, der zum inferioren Lobus projiziert und eine sehr hohe Cytochrom-c-Oxidase-Aktivität aufweist, eine Unterteilung des Nucleus glomerulosus in zwei unterschiedliche Areale. Die evolutionäre Entwicklung des inferioren Lobus deutet darauf hin, dass der Hypothalamus bei Strahlenflossern an der visuellen Informationsverarbeitung und höheren kognitiven Prozessen wesentlich beteiligt sein könnte. Daher könnte der Hypothalamus zusammen mit dem Telencephalon und dem Nucleus glomerulosus, der viel Energie benötigt, zum Beispiel bei komplexen sozialen Interaktionen eine Rolle spielen.

<strong>The hypothalamus and its associated nuclei in ray-finned fishes</strong></br> The hypothalamus of teleosts, which comprise by far the largest group of the ray-finned fishes, consists of a periventricular portion, a tuberal lobe, and two inferior lobes. Based on the assumption that the inferior lobe, known as a multisensory integration center, could have played an important role during evolution besides the telencephalon, it was further examined. It appears first as fully developed in <em>Lepisosteus</em>. The morphometric analysis showed a significant increase in the relative volume of the inferior lobes in ray-finned fishes from species of the Lepisosteiformes to the Tetraodontiformes. In some species, the relative volume of the inferior lobes even exceeded that of the telencephalon. The calcium-binding protein calretinin, which is present in the visual system, can be found in high amounts in cell bodies and fibers of the inferior lobe and the associated nuclei in the firemouth cichlid, <em>Thorichthys meeki</em>. Furthermore, tracer applications to the nucleus posterior tuberis in <em>T. meeki</em> showed that this nucleus in cichlids, to which <em>T. meeki</em> belongs, is possibly involved in sensory feedback loops and part of a main pathway from the tectum opticum to the telencephalon through the hypothalamus. In the South American pufferfish, <em>Colomesus asellus</em>, tracer injections into the tectum opticum, the nucleus corticalis, and the nucleus glomerulosus, which projects to the inferior lobe and has a very high cytochrome c oxidase activity, revealed a subdivision of the nucleus glomerulosus into two different areas. The evolutionary development of the inferior lobe suggests that the hypothalamus in ray-finned fishes may be essentially involved in visual information processing and higher cognitive processes. Therefore, the hypothalamus together with the telencephalon and the nucleus glomerulosus, which requires much energy, could play a role for example, in complex social interactions.