Der nachfolgende Artikel ist erschienen in: Biologie in der Schule 49 (2000) 2. - S. 109

Riesenschlangen und Grubenottern besitzen Wärmesinnesorgane (WSO) in zwei Reihen von Vertiefungen oder in zwei Gruben (!) im Kopfbereich. Mit diesen Sinnesorganen können sie Infrarotstrahlung (Wärmestrahlen) registrieren und dadurch Beutetiere in Verstecken oder in der Dunkelheit aufspüren und fangen.

Im Licht erhalten eine große Zahl bestimmter Zellen im Gehirn (hier NZ1 - NZ6 ausgewählt) der Klapperschlange Informationen über unabhängige Leitungen sowohl von einem Auge als auch von einem Wärmesinnesorgan. An NZ1 - NZ6 enden je eine sensible Bahn des Auges und des WSO. Im jeweiligen Axon von NZ1 - NZ6 kann man die unten abgebildeten Impulsfrequenzen bzw. nur das Ruhepotential registrieren, wenn beide Sinnesorgane gleichzeitig oder nur eines alleine gereizt werden.

Abbildung 1 : Bei einer Klapperschlange werden WSO bzw. Auge alleine oder beide Sinnesorgane gleichzeitig gereizt. Im jeweiligen Axon von NZ1 - NZ6 werden die abgebildeten Impulsfrequenzen bzw. nur das Ruhepotential gemessen (nach /1/).

Aufgaben

1. Skizzieren und beschriften Sie eine der (multipolaren) NZ aus dem Gehirn, lassen Sie je ein Axon vom Auge und WSO kommend angreifen und zeichnen Sie die beiden Messelektroden ein.

2. Schließen Sie aus den an NZ1 - NZ6 gewonnen unterschiedlichen Versuchsergebnissen (Abbildung 1), ob es sich bei der Synapse, mit der das jeweilige Axon vom Auge bzw. WSO an NZ1 - NZ6 angreift, um eine erregende oder hemmende handelt. Erläutern Sie dabei auch, wie aus den beiden dort rechts dargestellten Ergebnissen (WSO bzw. Auge alleine gereizt) das Gesamtergebniss (links) zu Stande kommt.

Unterrichtsvoraussetzungen sind Bau und Funktion einer Nervenzelle, Messanordnung für Potentiale, zeitliche und räumliche Summation.

Lösungshinweise

Zu a.
Es soll eine multipolare Nervenzelle mit den entsprechenden Beschriftungen, zwei Synapsen an den Dendriten oder dem Soma und zwei Messelektroden am Axon (eine außen, eine innen) skizziert werden.

Zu b.
Aus den jeweils drei Versuchsergebnissen pro NZ kann man auf die Art der Synapse bzw. die Verrechnung schließen.

Literatur

/1/ Newman, E.A. et al.: The Infrared "Vision " of Snakes. - In: Scientific American. - 246 (1982) 3 - S. 98 - 107 Ulrich Bossert

23. April 2001
© B.Bossert