In Insekten findet die Wahrnehmung mechanischer Reize (z.B. Schall, Substratvibrationen) besonders mittels scolopidialen Sinneseinheiten statt. Die grundlegenden physiologischen und molekularen Prozesse der Mechanotransduktion können an einzelnen Einheiten, aber auch an komplexen Skolopidialorganen (Chordotonalorgane) untersucht werden. Die hier durchgeführten Studien beschäftigen sich in einem vergleichenden Ansatz mit anatomischen, physiologischen und molekularen Grundlagen dieser Organe bei verschiedenen Insektenarten.In dem ersten Thesisbereich konnte zum ersten Mal mittels neuronalem Tracing die Neuroanatomie von Chordotonalorganen (COs) im Bein der Zikade Okanagana rimosa dargestellt werden. Das femorale Chordotonalorgan (feCO) weist eine Unterteilung in drei verschiedene Zellkluster auf und das Subgenualorgan (SGO) besteht aus nur zwei Zellen. Elektrophysiologisch ermittelte Schwellenkurven zeigen ein breites Frequenztuning zwischen 200 Hz und 5 kHz als Antwort auf Vibrationsreize.Auch konnte hier erstmals gezeigt werden, dass abdominale COs sehr empfindlich auf vibratorische Reizung der caudalen Abdominalsternite reagieren. Die Schwellenkurven liegen sowohl bei der Zikade O. rimosa, wie auch bei der Heuschrecke Schistocerca gregaria in dem Bereich der Beinsensorik. Das Ergebnis eröffnet neue Konzepte für Untersuchungen der Vibrationswahrnehmung, z.B. in Insekten denen das hochempfindliche Subgenualorgan in den Beinen fehlt.Im zweiten Thesisbereich wurde das femorale Chordotonalorgan von Drosophila melanogaster elektrophysiologisch untersucht. Die Ergebnisse ermöglichen einen Vergleich zu dem bereits vielfach untersuchten Johnston´schen Organ. Mittels Injektion von Acetylcholin-Rezeptor- Antagonisten wurde die Ausprägung motorischer Signale vermindert und so konnte eine primär sensorische Reaktion auf Vibrationsstimulation mit Frequenzen unter 200 Hz gezeigt werden. Die hier verwendete Methode scheint somit für weiterführende Studien der Grundlagen der Mechanotransduktion geeignet.Im dritten Thesisbereich wurden die Rollen des Zelladhäsionsprotein Fasciclin 2 und des Protein der extrazellulären Matrix, Nidogen, auf ihre Lokalisation und funktionelle Rolle im Bezug zur Mechanotransduktion in Chordotonalorganen untersucht. Beide Proteine sind im Bereich der Scolopalzellen lokalisiert, wie vergleichende Untersuchungen bei D. melaongaster und S. gregaria zeigen. Verhaltensversuche und elektrophysiologische Untersuchungen bei D. melanogaster zeigen eine verminderte Ausprägung mechanosensorisch induzierter Reaktion bei reduziertem Level dieser Proteine. Damit wurde erstmals einem Zelladhäsionsmolekül und einem Molekül der ECM eine funktionelle Rolle bei der Mechanotransduktion nachgewiesen.
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