Antwortverhalten medullärer Seitenlinienneurone von rheophilen Fischen auf kármánsche Wirbelstraßen

Abstract

Fische und Amphibien sind mithilfe der mechanosensorischen Seitenlinie in der Lage, Wasserbewegungen und Druckgradienten zu detektieren. Die Detektion dieser Reize erfolgt durch Oberflächenneuromasten auf der Haut der Fische und Kanalneuromasten in den Seitenlinienkanälen. Neuromasten bestehen aus Haarsinneszellen, die von einer gallertartigen Cupula überzogen sind. Wasserbewegugen führen zu einer mechanischen Verformung der Cupula, wodurch die Haarsinneszellen ausgelenkt werden. Die Anzahl der Oberflächen- und Kanalneuromasten variiert je nach Fischart deutlich. Hinter stationären Objekten in Strömungen bilden sich turbulente Verwirbelungen. Bei zylindrischen Objekten erfolgen diese Verwirbelungen regelmäßig und in gegenläufiger Drehrichtung, was als Kármánsche Wirbelstraße bezeichnet wird. Ähnliche Wirbelstraßen, die jedoch seitenverkehrt aufgebaut sind, werden von schwimmenden Fischen erzeugt. Die Wirbelstraßen und die in ihnen enthaltenen Informationen können von Fischen zum energiesparenden Schwimmen in Strömung, zum Aufspüren von Artgenossen und Beute sowie als Warnung vor Räubern benutzt werden. Die wenigen bisherigen elektrophysiologischen Untersuchungen von Fischen, die mit Wirbelstraßen gereizt wurden, konzentrierten sich auf limnophile Arten, die zumeist nur in einem bestimmten Abstand mit Wirbelstraßen gereizt wurden. Die vorliegende Arbeit hat die Empfindlichkeit rheophiler Fischarten auf die Wirbelstraße untersucht. Hierbei wurde die Entfernung des Zylinders zum Fisch sowohl in horizontaler, als auch in vertikaler Richtung variiert. Bei den Untersuchungen wurde gezeigt, dass MON-Units von Nasen mit burstartigen Antworten auf die Reizung mit einer Wirbelstraße reagieren und das die Wirbelstraßen auch noch bei größeren Zylinderentfernungen zum Fisch neuronal nachgewiesen werden können. Die relative Peakamplitude der untersuchten Units fällt hierbei mit zunehmender Zylinderentfernung signifikant ab. Für die Erkennung von Fischverursachten Wirbelstraßen wurde vermutet, dass MON-Neurone unterschiedlich auf Wirbel verschiedener Drehrichtung reagieren könnten. Dies konnte bei wenigen Units nachgewiesen werden.