Aufgaben 29 Nervensystem Zuvor wurde das Auge der Wirbeltiere im Detail beschrieben, doch bei fast allen anderen Tiergruppen gibt es Augen. Neben vielen sehr einfachen Ansammlungen von Fotorezeptoren (zB bei vielen Würmern) hat sich bei den Gliederfüßern ein sehr spezieller Augentyp entwickelt: Das Komplex- oder Facettenauge besteht aus vielen einzelnen Augen (bis zu mehreren Zehntausend bei Libellen oder Fliegen). Die einzelnen Augen, die Ommatidien (Einzahl: Ommatidium), sind recht einfach, und im Gegensatz zu Säugeraugen ist keine Akkomodation möglich. Grob lässt sich das Komplexauge mit den einzelnen Sensorpunkten auf dem Chip einer Digitalkamera vergleichen – Insekten sehen also je nach Anzahl der Einzelaugen „verpixelt“. Komplexaugen bestehen aus vielen einzelnen Augen Abb. 26: Komplexaugen einer Stubenfliege. Das Komplexauge der Insekten Der Gehörsinn des Menschen Für uns ist das Hören ebenso selbstverständlich wie das Sehen, doch ist der Hörsinn im Tierreich eher eine Ausnahme. Neben den Wirbeltieren ist ein Gehör nur bei Spinnen und manchen Insekten (zB Heuschrecken) nachgewiesen. Die allermeisten Tiere sind also taub. In unserem Ohr gelangen die Schallwellen durch das Außenohr zum Trommelfell, wo sie im Mittelohr über die Gehörknöchelchen (Hammer, Amboss, Steigbügel) auf das ovale Fenster übertragen werden. Dieses markiert – ebenso wie das runde Fenster – die Grenze zum Innenohr, wo die Schallwellen in die Flüssigkeit der Hörschnecke geleitet werden (kAbb. 27a). Das runde Fenster ist eine kleine Öffnung im Knochen, die mit einer Schleimhautmembran verschlossen ist und dem Schwingungsausgleich dient. In der Hörschnecke wird der Schallreiz zu einem neuronalen Signal umgewandelt: Die Reizaufnahme erfolgt durch die Hörsinneszellen mit feinen Sinneshärchen, die in die Flüssigkeit der Schnecke ragen (kAbb. 27b). Erreicht nun eine Druckwelle die Schnecke, wird die Basilarmembran ausgelenkt. Die Druckwelle läuft sozusagen über die Basilarmembran (die Flüssigkeit ist ja nicht komprimierbar), dadurch werden die Sinneshärchen verbogen und Rezeptorpotenziale ausgelöst. Wie können Menschen nun Tonhöhen unterscheiden? Die Basilarmembran ist so beschaffen, dass sie nahe am ovalen Fenster schmäler und steifer ist als tief in der Schnecke. Dadurch ist sie für hohe Töne (also hohe Frequenzen) nahe beim ovalen Fenster empfänglicher, für tiefe Töne entsprechend am anderen Ende. Je nachdem, wo die Sinneszellen nun stärker erregt werden, kann unser Gehirn Tonhöhen unterscheiden. Der Hörbereich des Menschen beginnt bei ca. 16–20 Hz und reicht bis ca. 16 000–20 000 Hz. Manche Tiere können deutlich höhere Töne hören, zB Hunde (bis 35 000 Hz) oder Katzen (bis 50 000 Hz). Starke Beanspruchung der Hörsinneszellen durch Lärm kann dazu führen, dass die Sinneshärchen verkleben, was vorübergehende Hörstörungen zur Folge haben kann. Ohne entsprechende Erholungsphasen sterben Sinneshärchen ab – das Ohr ist dauerhaft geschädigt. Nur wenige Tiergruppen verfügen über einen Hörsinn Im menschlichen Innenohr werden durch Druckschwankungen Sinneshärchen verbogen Je nach Tonhöhe verbiegen sich die Sinneshärchen an unterschiedlichen Stellen der Schnecke Struktur und Funktion Der Aufbau des Ohres macht die Funktion deutlich: Über den Hebelmechanismus der Gehörknöchelchen kommt es zur mechanischen Verstärkung des Schalls, die Flüssigkeit im Innenohr leitet die Schallwelle so weiter, dass die Sinneshärchen verbogen werden, die dann schließlich den Reiz umsetzen. Abb. 27: Der Hörvorgang im menschlichen Innenohr. Die Schallwellen verbiegen die Sinneshärchen der Sinneszellen, je nach Frequenz an unterschiedlichen Bereichen der Schnecke unterschiedlich stark. Die erregten Hörsinneszellen leiten Aktionspotenziale über den Hörnerv zum Gehirn. Lautere Töne führen zu stärkerer Auslenkung der Basilarmembran und in Folge zu einer höheren Frequenz an Aktionspotenzialen. ovales Fenster rundes Fenster Steigbügel Deckmembran Sinneshärchen Hörsinneszellen Basilarmembran Hörnerv Basilarmembran (ausgerollt) tiefe Töne hohe Töne Bogengänge Hörschnecke Basilarmembran Je nach Schallfrequenz wird die Basilarmembran an unterschiedlichen Stellen am stärksten ausgelenkt. Über das ovale Fenster werden die eintreffenden Schallwellen auf die Flüssigkeit in der Hörschnecke übertragen. Durch Auslenken der Basilarmembran werden die Sinneshärchen an der Deckmembran abgebogen. 1 W Wiederhole mit Hilfe deines Unterstufen-Biologiebuches oder mit Hilfe von Abbildungen aus dem Internet den Aufbau des menschlichen Ohres. Stelle diesen in einer Zeichnung dar und beschrifte sie. Nur zu Prüfzwecken – Eigentum d s Verlags öbv
RkJQdWJsaXNoZXIy ODE3MDE=