Neurobiological characterization of a photoreceptor system ("moonlight receptor") as a structural basis for lunar periodic timing in the marine midge Clunio marinus

• Applicants: Dr. Gerta Fleissner; Professor Dr. Dietrich Neumann (†)
• Subject Area: Sensory and Behavioural Biology
• Term: from 2003 to 2009
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5405679

Endogene Langzeitoszillatoren (circasemilunare und circalunare Uhren) beziehen ihre Zeitgeberinformation aus der Phasenbeziehung zwischen Mond- und Tagesperiodizität. Im Falle der Populationen von Clunio und ihrer 15-tägigen Fortpflanzungsrhythmik sind es eine Phasenbeziehung zwischen dem Tag/Nachtrhythmus und entweder dem Mondlicht (in subtropischen Breiten: Stamm Vigo) oder dem Gezeitenzyklus (in nördlichen Breiten: Stamm Helgoland). Die Zeitgeberbedingungen lassen sich im Labor simulieren und belegen einen Tageslichtrezeptor für die circadiane Uhr sowie einen circadian modulierten Mondlichtrezeptor für die circasemilunare Uhr des Vigo-Stammes. Mit Methoden der Neurobiologie (Feinstrukturanalyse, Elektrophysiologie sowie Immunhistologie auf licht- und elektronenmikroskopischer Ebene) sollen die retinalen und extraretinalen Photorezeptorsysteme charakterisiert und auf ihre Bedeutung im Uhrensystem von zwei Clunio-Rassen, Vigo als mondlichtsensitive und Helgoland als mondlichtinsensitive Rasse, vergleichend getestet werden. Mit der Lokalisation eines circadianen Mondlichtrezeptorsystems und seiner Verschaltung könnte gezeigt werden, wie "gating" und Phasenanbindung in komplexen Langzeituhrensystemen (z.B. zur Metamorphosesteuerung) auf neuronaler Ebene funktionieren. Zugleich könnten diese Bahnen den Weg zu den bisher nicht lokalisierten Langzeitschrittmachern weisen.

• DFG Programme: Research Grants