Für alle tierischen Organismen ist die Aufnahme und Verarbeitung von Informationen über ihre Umwelt von essentieller Bedeutung. Arthropoden und damit auch Insekten, haben dazu neben leistungsfähigen Komplex- und Linsenaugen in erster Linie Cuticular- oder Haarsensillen und die von ihnen abgeleiteten Skolopalorgane entwickelt. Sensillen sind Kleinsinnesorgane im Integument, die auf Mechano-, Chemo-, Hygro- oder Thermorezeption spezialisiert sind und damit ein breites Spektrum an Informationen über die abiotoische und biotische Umwelt aufnehmen können. Wenn ein Sensillum z.B. mechano- und auch gleichzeitig chemosensitiv ist, wird es als multi- bzw. bimodal bezeichnet. Trotz ihrer unterschiedlichen morphologischen und funktionellen Spezialisierungen lassen sich alle Sensillen auf einen einheitlichen Grundbauplan zurückführen (Reviews: Altner, 1977; Altner und Prillinger, 1980; Zacharuk, 1985; McIver, 1985; Steinbrecht, 1987, 1997). Jede Sensille besteht aus einer bis mehreren primären Sinneszellen, die von drei Hilfszellen ummantelt sind. Oberhalb der Sinneszellen läuft die Cuticula meist zu einem Haar oder Kegel aus, dessen Sockel starr oder beweglich mit der umgebenden Cuticula verbunden sein kann und dessen Wandung geschlossen oder von einer terminalen Pore bzw. zahlreichen lateralen Poren (Wandporen) durchbrochen sein kann. Alle Bestandteile einer Sensille gehen ontogenetisch durch sukzessive Teilungen und anschließende Differenzierung aus einer einzelnen, induzierten Epidermiszelle (Mutterzelle) hervor (Keil, 1997). Die Sinneszelle bildet distal einen Dendriten aus, der z. B. bei mechanorezeptiven Sensillen an der Haarbasis und bei chemorezeptiven Sensillen in der Haarspitze endet. Der Dendrit gliedert sich in das am Soma der Zelle ansetzende Innensegment und das durch eine Einschnürung abgesetzte Außensegment. Letzteres stellt eine typische Sinnescilie dar, die einen peripheren Ring aus Mikrotubuli-Duplets, aber keine Zentraltubuli enthält (9 x 2 + 0
Struktur). In der Spitze des Außensegments finden sich häufig zusätzliche Mikrovilli, die mindestens eine ringförmige unter der Membran befindliche Lage ausbilden. Diese zusätzlichen Mikrotubuli werden als Tubularkörper bezeichnet (Thurm, 1984). Proximal bildet die Sinneszelle das Axon, welches eine direkte Verbindung zu dem ZNS herstellt (primäre Sinneszelle).
Inhaltsverzeichnis
1 Einleitung
1.1 Funktion und Grundstruktur der Cuticularsensillen von Insekten
1.2 Morphologische und funktionelle Typen von Sensillen
1.2.1 Sensillen ohne Poren
1.2.2 Sensillen mit terminalem Porus
1.2.3 Sensillen mit Wandporen
1.2.3.1 Olfaktorische Sensillen mit einfacher Wand
1.2.3.2 Olfaktorische Sensillen mit doppelter Wand
1.2.3.3 Transduktion in Geruchssensillen
1.3 Die antennalen Sensillen von Fliegen
1.4 Ziele der Arbeit
2 Material und Methoden
2.1 Versuchstiere und ihre systematische Stellung
2.2 Rasterelektronenmikroskopie
2.2.1 Fixierung der Proben
2.2.2 Trocknen der Proben
2.2.3 Aufkleben der Proben
2.2.4 Sputtern der Proben
2.2.5 Rasterelektronenmikroskopische Untersuchung der Proben
2.3 Auswertung der Daten
3 Ergebnisse
3.1 Die Antennen der Calliphora
3.1.1 Sensillen des Scapus
3.1.2 Sensillen des Pedicellus
3.1.3 Sensillen des Funiculus
3.1.3.1 Riechgruben
3.1.3.2 Sensillentypen der Funiculusoberfläche
3.1.3.3 Anzahl und Verteilung der Sensillen
3.2 Sensillen auf dem Funiculus von Drosophila
3.2.1 Sensillentypen
3.2.2 Anzahl und Verteilung der Sensillen
3.3 Vorkommen der pedicellaren Sensilla squamiformia in verschiedenen Dipterenfamilien
4 Diskussion
4.1 Sensillen des Scapus
4.2 Sensillen des Pedicellus
4.2.1 Sensilla squamiformia des Pedicellus
4.3 Funiculus und Arista
4.3.1 Olfaktorische Sensillen des Funiculus
4.3.2 Riechgruben
4.3.3 Verteilung der olfaktorischen Sensillentypen auf dem Funiculus
5 Zusammenfassung
Zielsetzung & Themen
Die vorliegende Arbeit untersucht mittels rasterelektronenmikroskopischer Methoden die morphologische Struktur und die räumliche Verteilung der verschiedenen antennalen Sensillentypen bei der Schmeißfliege Calliphora erythrocephala. Das primäre Ziel besteht darin, sämtliche Sensillenformen auf den Antennengliedern Scapus, Pedicellus und Funiculus zu erfassen, zu dokumentieren und durch vergleichende Untersuchungen bei anderen Fliegenarten sowie Drosophila melanogaster deren funktionelle Spezialisierung und evolutionäre Verbreitung innerhalb der Dipteren zu analysieren.
- Rasterelektronenmikroskopische Analyse antennaler Sensillen bei Calliphora erythrocephala
- Morphologische Klassifizierung und quantitative Kartierung der Sensillen
- Vergleichende Untersuchung des Sensillenfeldes auf dem Pedicellus bei verschiedenen Dipterenfamilien
- Untersuchung der olfaktorischen Sensillen des Funiculus und deren Verteilungsmuster
- Methodische Validierung durch Vergleich mit Drosophila melanogaster
Auszug aus dem Buch
1.1 Funktion und Grundstruktur der Cuticularsensillen von Insekten
Für alle tierischen Organismen ist die Aufnahme und Verarbeitung von Informationen über ihre Umwelt von essentieller Bedeutung. Arthropoden und damit auch Insekten, haben dazu neben leistungsfähigen Komplex- und Linsenaugen in erster Linie Cuticular- oder Haarsensillen und die von ihnen abgeleiteten Skolopalorgane entwickelt. Sensillen sind Kleinsinnesorgane im Integument, die auf Mechano-, Chemo-, Hygro- oder Thermorezeption spezialisiert sind und damit ein breites Spektrum an Informationen über die abiotoische und biotische Umwelt aufnehmen können. Wenn ein Sensillum z.B. mechano- und auch gleichzeitig chemosensitiv ist, wird es als multi- bzw. bimodal bezeichnet. Trotz ihrer unterschiedlichen morphologischen und funktionellen Spezialisierungen lassen sich alle Sensillen auf einen einheitlichen Grundbauplan zurückführen (Reviews: Altner, 1977; Altner und Prillinger, 1980; Zacharuk, 1985; McIver, 1985; Steinbrecht, 1987, 1997).
Jede Sensille besteht aus einer bis mehreren primären Sinneszellen, die von drei Hilfszellen ummantelt sind. Oberhalb der Sinneszellen läuft die Cuticula meist zu einem Haar oder Kegel aus, dessen Sockel starr oder beweglich mit der umgebenden Cuticula verbunden sein kann und dessen Wandung geschlossen oder von einer terminalen Pore bzw. zahlreichen lateralen Poren (Wandporen) durchbrochen sein kann. Alle Bestandteile einer Sensille gehen ontogenetisch durch sukzessive Teilungen und anschließende Differenzierung aus einer einzelnen, induzierten Epidermiszelle (Mutterzelle) hervor (Keil, 1997).
Zusammenfassung der Kapitel
1. Einleitung: Vermittelt den theoretischen Hintergrund zu Struktur, Funktion und Typologie von Insektensensillen sowie die Zielsetzung der Arbeit.
2. Material und Methoden: Beschreibt die untersuchten Spezies sowie das detaillierte Vorgehen bei der Probenvorbereitung, der Rasterelektronenmikroskopie und der Datenauswertung.
3. Ergebnisse: Präsentiert die morphologische Beschreibung und die quantitative Verteilung der Sensillen auf Scapus, Pedicellus und Funiculus von Calliphora und Drosophila.
4. Diskussion: Interpretiert die gewonnenen Ergebnisse im Hinblick auf funktionelle Zusammenhänge und vergleicht die Verbreitung des Sensillenfeldes auf dem Pedicellus bei verschiedenen Dipterenfamilien.
5. Zusammenfassung: Fasst die wesentlichen Erkenntnisse zur Identifikation und Verteilung der Sensillentypen auf den Antennengliedern zusammen.
Schlüsselwörter
Calliphora erythrocephala, Antennen, Sensillen, Rasterelektronenmikroskopie, Mechanorezeption, Chemorezeption, Funiculus, Pedicellus, Scapus, Sensilla squamiformia, olfaktorische Sensillen, Diptera, Sensillenverteilung, Riechgruben, Insektenmorphologie
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in der Arbeit grundsätzlich?
Die Arbeit befasst sich mit der morphologischen Untersuchung und der quantitativen Kartierung der verschiedenen Sensillentypen auf den Antennen der Schmeißfliege Calliphora erythrocephala.
Was sind die zentralen Themenfelder?
Im Zentrum stehen die Struktur und Verteilung von Mechano- und Chemorezeptoren (Sensillen) auf den Antennengliedern sowie der Vergleich dieser Strukturen innerhalb verschiedener Dipterenfamilien.
Was ist das primäre Ziel der Untersuchung?
Das Ziel war die vollständige Erfassung und fotografische Dokumentation aller Sensillenformen auf der Antenne der Schmeißfliege, insbesondere des Sensillenfeldes auf dem Pedicellus und der olfaktorischen Sensillen des Funiculus.
Welche wissenschaftliche Methode wird verwendet?
Die Untersuchung basiert auf rasterelektronenmikroskopischen (REM) Analysen der präparierten Antennen von Calliphora erythrocephala und Vergleichsspezies.
Was wird im Hauptteil behandelt?
Der Hauptteil gliedert sich in die detaillierte Darstellung der Ergebnisse für die einzelnen Antennensegmente und die Diskussion der morphologischen Befunde im Kontext der bestehenden entomologischen Forschung.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit?
Wichtige Begriffe sind Calliphora erythrocephala, Sensillen, Rasterelektronenmikroskopie, Funiculus, Sensilla squamiformia, Mechanorezeption und Chemorezeption.
Welche besondere Entdeckung wird im Kontext des Pedicellus beschrieben?
Es wurde ein spezifisches Sensillenfeld mit dem Namen Sensilla squamiformia identifiziert, das morphologisch durch eine ovale Bodenplatte und eine schuppenförmige Haarstruktur gekennzeichnet ist.
Wie unterscheidet sich der Funiculus von Calliphora von dem von Drosophila?
Der Funiculus von Calliphora ist wesentlich größer und weist eine deutlich höhere Gesamtzahl an olfaktorischen Sensillen auf als der von Drosophila, wobei die Verteilungsmuster jedoch gewisse Parallelen aufweisen.
- Quote paper
- Melanie Brück (Author), 2006, Rasterelektronenmikroskopische Untersuchungen zur Struktur und Verteilung der antennalen Sensillen von "Calliphora erythrocephala", Munich, GRIN Verlag, https://www.hausarbeiten.de/document/64122
