Neuroanatomy and neuroethology of magnetoperception in sub-terranean mole-rats (Cryptomys anselli, Rodentia)
Final Report Abstract
Sambische Graumulle gehören zur Nagergattung Fukomys (früher als Cryptomys bezeichnet) und verbringen den größten Teil ihres Lebens unterirdisch in ausgedehnten Gangsystemen. Wie alle subterran lebenden Tiere müssen sie bei der Orientierung in ihrem Habitat mit limitierten Informationen auskommen; zu diesen zählt auch die Lichtknappheit. Die Gegebenheiten der unterirdischen Reizarmut haben dazu gefuhrt, dass Graumulle zur Orientierung ein Sinnessystem nutzen, das unter Säugern bislang noch selten nachgewiesen bzw. noch wenig erforscht ist: die Magnetwahrnehmung. Graumulle wurden bislang stets als blind bezeichnet; jedoch haben neuere morphologische Studien gezeigt, dass die visuellen Möglichkeiten dieser Tiere anscheinend stark unterschätzt wurden. Unser Projekt liefert neue Ergebnisse zum Magnetsinn und dem Lichtsinn des sambischen Graumulls (Fukomys anseilt) - zwei Sinnessysteme, deren Rezeptorebenen im winzigen, aber gut strukturierten Auge verortet sind. Während in der Retina die Lichtwahrnehmung stattfindet, stellt die Cornea wahrscheinlich den Ort der Magnetrezeption dar. Wir zeigen, dass der bislang nur ansatzweise verstandene Übertragungsmechanismus des Magnetsinns hier auf Magnetit beruht, und nicht auf biochemischen Prozessen. Als der Ort der zugehörigen Magnetit-basierten Rezeptoren wurde die Augenregion ermittelt, genauer die Cornea, in der eisenhaltige Inklusionen mit potentiell magnetischen Eigenschaften die Rezeptoren für die Übertragung magnetischer Information darstellen könnten. Der Magnetsinn ist nicht lateralisiert, wird jedoch binokular eingesetzt. Weiterhin zeigen wir, dass die früher als ,blind' bezeichneten Graumulle in spontaner Reaktion zwischen Hell und Dunkel bis zu einem Schwellenwert von mindestens 0.6 ^mol Photonen* m"2*s"1 wahrnehmen (ca. 33 Lux); unter rechnerischer Berücksichtigung von Messunterschieden der Lichtintensität ergibt sich sogar ein Schwellenwert von 0.072 umol Photonen*m~ 2*s"). Damit liegen die visuellen Fähigkeiten von Graumullen im mesopischen Bereich des Sehens. Unser Projekt trägt auch zu einem besseren Verständnis der neuronalen Verarbeitung magnetischer Information von Säugern bei, da es Ergebnisse zur Aktivität des Hippocampus unter magnetischen Stimuli vorstellt, einer Hirnstruktur, die u. a. räumliche Erinnerung generiert und koordiniert. Magnetische Signale könnten die Tiere mit Richtungsinformationen (Kompass) und mit Informationen für immanente neuronale Karten versorgen.
Publications
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