Elektroretinogramm am Komplexauge von Insekten
Einleitung:
An diesem Versuchstag wurde die Kodierung und das zeitliche Übertragungsverhalten von Lichtrezeptoren am Insektenauge untersucht.
Das Verhältnis zwischen Reiz und Übertragungszeit wird anhand des Elektroretinogramm’s ermittelt. Bei einem ERG handelt es sich um die Ableitung der elektrischen Summenaktivität des Auges. Man mißt die Summe aller entstehenden neuronalen Aktivitäten im Insektenauge, also immer den Gesamteffekt der durch den Lichtreiz ausgelöst wurde.
Wir haben an diesem Kurstag das ERG bei dem Komplexauge einer Heuschrecke durchgeführt. Das Komplexauge ist aus einer Vielzahl von einzelnen Ommadidien aufgebaut. Das einzelne Ommatidium besteht aus einer Cornealinse, einem anliegenden Kristallkegel an dem sich die Retinula anschließt. Die Retinula besteht aus 8 Sinneszellen, die das Rhabdom einschließen. Im Rhabdomen besteht aus nach innen gestülpten Membranen, den Mikrovilli. In den Mikrovilli ist das Photopigment lokalisiert. Das ERG soll von einem Heuschreckenauge (langsam fliegendes Insekt) und von dm Auge der Fliege (schnell fliegendes Insekt) abgeleitet werden. Bei dem Heuschreckenauge handelt es sich um das Appositionsauge. Hier erstrecken sich die Sehzellen mit dem fusionierten Rhabdomen vom Kristallkegel bis zur Basalmembran, an der es mit einem Neuron in Verbindung steht. Die Ommadidien sind durch Pigmentzellen voneinander isoliert. Dieses Komplexauge ist charakteristisch für Tag aktive Tiere.
Bei dem Auge der Fliege handelt es sich um das neuronale Superpositionsauge. Hier sind die 8 Rhabdomere nicht zu einem Rhabdomen verflochten. Zwei von ihnen bilden den Sehstab, der von den übrigen 6 umgeben ist. Der Sehstab ist auf das Sehen bei hohem Lichteinfall spezialisiert. Bei Dunkelheit vermitteln die anderen 6 Rhabdomere den Seheindruck, jedes dieser 6 Rhabdomre ist einzeln mit einem aus 6 benachbarten Ommatidien konvergent verschaltet.
Wir haben die folgenden Versuche am Auge der Heuschrecke gemacht!
Bei dem ersten 1. Versuch soll die Amplitude in Abhängigkeit von der Intensität gemessen werden.
Im 2. Versuch wurde die Latenzzeit und die Flimmerfunktionsfrequenz in Abhängigkeit von der Intensität untersucht.
Die Messung der Frequenzgangfunktion und des Adaptionsverhaltens wurden nicht durchgeführt.
Versuchsanordnung:
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
Versuch 1: Amplitude in Abhängigkeit von der Intensität Durchführung:
Der Abpräparierte Heuschreckenkopf wird auf eine vorgesehene Vorrichtung in eine dunkle Box gelegt, den Faradaykäfig. Bei diesem Versuch wird immer von dem Dunkel-ERG ausgehend gemessen. Um die Abhängigkeit der Amplitude von der Intensität zu messen, werden verschiedene Neutralfilter verwendet.
1. Messung ohne Filter = 100% Lichtdurchlässigkeit
2. Messung mit Filter, der noch 10% Licht durch läßt
3. Messung mit Filter, der noch 1% Licht durch läßt
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
Auswertung:
Wie man den oben aufgeführten Werten entnehmen kann, wächst die ERG-Amplitude mit zunehmender Lichtreizstärke. Die Dauer der Potentialänderung bleibt jedoch annähernd gleich, unabhängig von der Lichtreizstärke.
Wenn man zusätzlich die Werte der Fliege hätte, so könnte man vergleichen und feststellen, daß die Werte der Fliege und die der Heuschrecke sehr unterschiedlich sind. Die Amplitudendiffrenz bei schnell fliegenden Insekten (Fliege) ist höher als bei langsam fliegenden Insekten (Heuschrecke). Auch die Potentialänderung dauert bei der Fliege länger als bei der Heuschrecke.
Das ERG der Heuschrecke ist monophasisch, d.h. der Graph hat nur einen Tiefpunkt oder nur einen Hochpunkt = on-Antworten ( Impulssalve bei Reizbeginn, anschließend Abfall der Impulsfrequenz bis auf ein der jeweiligen Reizstärke entsptechendes Niveau).
Die Potentialänderung bei der Heuschrecke ist negativ und ist bei 100% Licht größer, als bei 1% Licht.
Bei Belichtung nimmt das Membran-Ruhepotential zunächst stark ab, Depolarisation (im Gegensatz zu Vertebraten, hier hyperpolarsiert die Zelle) um anschließend einen von der Intensität des Lichtreizes abhängigen, etwas höheren, stationären Wert einzunehmen.
Genau diese Abhängigkeit der Amplitude von der Reizintensität kann man auf den drei Ausdrucken erkennen!
Versuch 2: Messung der Latenzzeit und der Frequenzgangfunktion in Abhängigkeit von der Intensität
Durchführung:
Die Versuche werden am selben Aufbau wie bei Versuch 1 durchgefügrt.
Die Zeitablenkung des Oszilloskops wird verändert, so daß man das ERG mit größerer zeitlicher Auflösung näher betrachten kann.
Häufig gestellte Fragen zum Elektroretinogramm am Komplexauge von Insekten
Was ist ein Elektroretinogramm (ERG)?
Ein ERG ist die Ableitung der elektrischen Summenaktivität des Auges. Es misst die Summe aller entstehenden neuronalen Aktivitäten im Insektenauge als Gesamteffekt eines Lichtreizes.
Was wurde in diesem Versuch untersucht?
In diesem Versuch wurde die Kodierung und das zeitliche Übertragungsverhalten von Lichtrezeptoren am Insektenauge untersucht.
An welchem Insekt wurde das ERG durchgeführt?
Das ERG wurde am Komplexauge einer Heuschrecke durchgeführt.
Wie ist das Komplexauge der Heuschrecke aufgebaut?
Das Komplexauge ist aus einer Vielzahl von einzelnen Ommadidien aufgebaut. Das einzelne Ommatidium besteht aus einer Cornealinse, einem anliegenden Kristallkegel an dem sich die Retinula anschließt. Die Retinula besteht aus 8 Sinneszellen, die das Rhabdom einschließen. Im Rhabdom besteht aus nach innen gestülpten Membranen, den Mikrovilli. In den Mikrovilli ist das Photopigment lokalisiert.
Was ist ein Appositionsauge?
Das Appositionsauge ist ein Komplexaugentyp, bei dem sich die Sehzellen mit dem fusionierten Rhabdomen vom Kristallkegel bis zur Basalmembran erstrecken, an der es mit einem Neuron in Verbindung steht. Die Ommadidien sind durch Pigmentzellen voneinander isoliert. Dieses Komplexauge ist charakteristisch für Tag aktive Tiere.
Welche Versuche wurden am Auge der Heuschrecke durchgeführt?
Es wurden zwei Versuche durchgeführt:
- Messung der Amplitude in Abhängigkeit von der Intensität.
- Untersuchung der Latenzzeit und der Flimmerfunktionsfrequenz in Abhängigkeit von der Intensität.
Wie wurde die Amplitude in Abhängigkeit von der Intensität gemessen?
Der abpräparierte Heuschreckenkopf wurde in einem Faradaykäfig platziert. Die Amplitude wurde bei verschiedenen Lichtintensitäten gemessen, indem Neutralfilter mit unterschiedlicher Lichtdurchlässigkeit verwendet wurden (100%, 10%, 1%).
Was wurde bei der Messung der Latenzzeit und der Flimmerfunktionsfrequenz untersucht?
Die Latenzzeit (Zeit zwischen Reizbeginn und Reaktion) und die Flimmerfrequenz (höchste Frequenz, bei der das Auge noch einzelne Lichtblitze erkennen kann) wurden in Abhängigkeit von der Lichtintensität untersucht. Der gleiche Versuchsaufbau wie bei der Amplitudenmessung wurde verwendet, aber mit einer größeren zeitlichen Auflösung des Oszilloskops.
Was wurde bezüglich der Amplitude in Abhängigkeit von der Lichtreizstärke festgestellt?
Die ERG-Amplitude wächst mit zunehmender Lichtreizstärke, während die Dauer der Potentialänderung annähernd gleich bleibt.
Was passiert mit dem Membranpotential bei Belichtung?
Bei Belichtung nimmt das Membran-Ruhepotential zunächst stark ab (Depolarisation), um anschließend einen von der Intensität des Lichtreizes abhängigen, etwas höheren, stationären Wert einzunehmen.
- Quote paper
- Tina Katzenmeier (Author), 2001, Elektroretinogram am Insektenauge, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/100584
