Sinnesorgane
| Bereich: Anatomie |
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Die Sinnesorgane der Ameisen sind vielfältig und teils leistungsstark, jedoch vollkommen different zu uns Menschen. So sind wir optisch orientierte Tiere, während die Ameisen die optische Wahrnehmung nur als leistungsschwache und sekundäre Orientierung nutzen, wenn sie nicht gänzlich darauf verzichten. Dies zeigt sich schon sehr deutlich in der Ausbildung der Augen: unsere Honigbiene (Apis mellifera) benötigt etwa 5500 Ommatidien, um sich im Flug orientieren zu können, auch sehr gut sehende Ameisen-Arten wie zB Cataglyphis bicolor hingegen besitzen nur zwischen 600 - 1.300, unsere Formica polyctena mit dem Ruf der "gut sehenden Arten" nur etwa 750 Ommatidien, die Gattungen Lasius oder Myrmica kommen schon mit 100-200 Ommatidien zurecht, Eciton burchelli hat dann nur noch ein Ommatidium, die anderen Angehörigen der Gattungen Eciton und Dorylus haben die Augen komplett reduziert.
Dies zeigt uns sehr deutlich, das die optische Orientierung keine große Rolle bei den Ameisen spielt.
Aber was und wie dann?
Einen besonderen Stellenwert haben bei Ameisen die haptische Wahrnehmung (auch Selbstwahrnehmung) sowie vor allem die paarigen Fühler auf dem Kopf der Ameisen, die mit einigem Recht als Multifunktions-Sinnesorgane angesehen werden können. Hier haben die Ameisen aufwändige und umfangreiche Organe angelegt, die die unsrigen Fähigkeiten bei weitem übertreffen.
In diesem Artikel soll nun lediglich auf den Aufbau und die Leistungsfähigkeit der Organe eingegangen werden.
Ameisen haben sich eine Reihe von Verhalten und Organen zunutze gemacht, um sich zu Verständigen, Orientieren, Warnen oder gar um Hilfe zu rufen. Jedoch ist dringend zu beachten: diese Fähigkeiten und Verhalten (Spezialisierungen) sind artspezifisch und duerfen auf keinen Fall verallgemeinert werden, wenn im Artikel nicht anders formuliert!
Sehen
Facettenaugen
Augen sind Rechts und Links und werden zur Orientierung nach Vorne und Hinten genutzt. Ameisen sind nicht in der Lage 3-Dimensional zu sehen, sondern nur 2-Dimensional. Man kann dies nachweisen indem man eine Ameise auf ein Blatt Papier legt, und mit einem Kugelschreiber ihr immer wieder den Weg Abschneidet. Man stellt fest das die Ameise nicht über den Strich gehen wird, da es für diese wie für uns wie eine Wand aussieht.
Ommatidium
Punktaugen (Ocellen)
Riechen - Tasten - Schmecken
Fühler
Die wichtigsten Sinnesorgane der Ameisen sind die Fühler als hochsensible Multifunktions-Vorrichtungen.
An und in der Geißel der Fuehler sitzen eine Vielzahl von Vbucks unterschiedlichster Funktion in extrem hoher Dichte. So können die Ameisen mit den Fuehlern Gerueche, Pheromone, Gase, Temperatur, Strahlung und Berührungen wahrnehmen. Gleichzeitig dient das sogenannte Betrillern, also ein reines Beklopfen von Artgenossinnen mit den Fühlern, der Kommunikation und als Auslöser für bestimmte Verhalten, wie zB der Trophalaxis und Paarung.
finden, alle anderen Sensillen-Typen waren eher vereinzelt vertreten. Interessant hierbei: je schlechter die Ameisen sehen können, desto mehr und dichter liegen die Sensillen auf den Geißeln. Die einzelnen Sensillen und ihre Fähigkeiten sind unter "Sensillen" beschrieben.
Johnstonsches Organ
Das J-Organ ist kein einzelner Sensor, sondern eine Gruppe von Sinnesorganen und Hilfsstrukturen im Inneren des Pedicellus (2. Glied der Fuehler, 1. Geißelglied) bei Insekten. Die Scolopidien oder stiftfuehrenden Sensillen, die zu den mechanoreceptorische Sensoren gezählt werden, durch Bewegung, Biegung, Schwingungen und Beschleunigung erregt.
Bei Ameisen sind die Scolopidien so angeordnet, dass sie ein Abbiegen der Fuehlergeißel gegenueber dem Pedicellus registrieren können. Entgegen frueherer Deutung dient das Johnstonsche Organ aber nicht zur Schwerkraftorientierung (FOWLER 1954), vielmehr können die Ameisen so kleinste Luftbewegungen wahrnehmen, durch die ihre Fuehlergeißeln leicht gebogen werden.
Hören - Vibrieren - Stridulieren
Geräusche werden zumeist durch Schwingungen der Luft uebertragen und durch unser Ohr wahrgenommen, wenn die schwingende Luft die Vibrationen auf das Trommelfell ueberträgt. Diese Vibrationen sind jedoch nicht nur als Schall in der Luft wahrnehmbar, sondern können sich auch durch feste Körper als Vibrationen ausbreiten und wahrgenommen werden. Als Versuch: klopft einmal leicht mit dem Kuli gegen Eure Zähne. Ihr werden ueber die Luft keinen Schall wahrnehmen, jedoch wird das Klopfen ueber die Zähne durch die Knochen bis an das Ohr getragen und dort wahrgenommen. Geräusche sind also keineswegs auf den Schall angewiesen.
Subgenualorgan
Sensilla campaniformia
bisher nur bei den Ameisen bekannt ist die Nutzung campaniformer Sensillen (s.a. Sensillen) zur Wahrnehmung von Bodenvibrationen. MARKL beschreibt bei Atta cephalotes zusätzlich zu den Subgenualorganen drei Gruppen dieser Sensillen, jeweils an den Gelenken zwischen Femur und Trochanter liegend. Diese Sensillen können Vibrationen noch in kleinster Intensität wahrnehmen und werden wahrscheinlich zusätzlich zu den Subgenualorganen genutzt und erweitern die Fähigkeiten zur Vibrationswahrnehmung auf die Wahrnehmung von Schall.
Stridulationsorgan
Stridulation („Zirpen“) nennt man die Erzeugung von höherfrequentem Schall bei Insekten und anderen Arthropoden. Das Stridulationsorgan ist bei den Ameisen eine waschbrettähnliche Struktur mit feinsten Rippen auf dem Vorderrand des ersten Gastersegments, über das eine scharfe Schrillkante am Hinterrand des Postpetiolus auf- und ab bewegt wird.
Propriozeptoren
Als Tiefenwahrnehmung oder Propriozeption (von lat. proprius = eigen + recipere = aufnehmen) wird ein Teilbereich der haptischen Wahrnehmung bezeichnet, der die Lage der Körperteile zu einander erfasst. Im eigentlichen Sinne ist die Propriozeption also die Selbstwahrnehmung des eigenen Körpers, so kennen wir jederzeit die Position unserer Körperteile und Lage des Körpers. Ameisen haben die Propriozeption stark in ihre Orientierung eingebaut, so wurde bei Cataglyphis eine sehr zuverlässige Entfernungsmessung alleine anhand der zurückgelegten Schritte nachgewiesen. Zusätzlich können Ameisen mit Hilfe der Propriozeptoren ihre Lage zur Schwerkraft sehr genau messen, so erkennen z.B. Formica noch 3,5° Neigung. Als Propriozeptoren dienen den Ameisen verschiedene Sensoren:
Borstenfelder
Die Borstenfelder der Ameisen sind sehr simpel, aber ausgesprochen effektiv aufgebaut. Die Borstenfelder selbst sind dicht mit kleinen, etwa gleich langen Sinneshaaren versehen, die Nerven der Haare laufen in einem Nervenstrang zusammen. Das Borstenfeld selbst ist heller als die umgebende Cuticula. Jedes Borstenfeld hat ein Widerlager auf der Gegenseite des Gelenkes, so sitzen die Bortenfelder des Nackens am Thorax, das Gegenlager an der Kopfkapsel. Bei Bewegungen des Kopfes werden jetzt die Haare unterschiedlich stark abgebogen und so die Lage des Kopfes gemessen. Insgesammt gibt es je nach Art zwischen 24 und 26 Borstenfelder an Coxagelenken, Petiolus, Nacken und Fuehlern, also allen großen oder zur Fortbewegung wichtigen Gelenken. Die Signale aller Borstenfelder werden direkt zum Zentralnervensystem geleitet und dort als Summe verrechnet, so führen einzelne Fehlmeldungen oder ein defektes Borstenfeld nicht zur Fehlorientierung.
Sensillen
Als Sensillen werden bestimmte Wahrnehmungsogane der Ameisen bezeichnet, die mit Ausnahme von S. ampullacena und S. campaniformia auf der Oberfläche liegen. Diese Sensillen sind im obigen Text bereits angeschnitten worden, diese Liste soll also nur der Uebersicht dienen.
- Scolopidien
stiftfuehrende Sensillen
siehe Johnstonsches Organ.
- Sensilla ampullacena
Flaschen - flaschenförmige Sensillen
S. ampullacena liegen unterhalb der Cuticula, ein Kanal verbindet die Oberfläche mit den tief im Inneren liegenden Sinneshaaren.
- Sensilla basiconica
Leydigsche Kegel - Riechkolben, FOREL 1874
- Sensilla chaetica, SCHNEIDER&KAISSLING 1957
Membran-Tasthaare
entsprechen im Aufbau der Sensilla trichodea curvata, sind jedoch an der Basis durch eine Membran mit der Cuticula verbunden.
- Sensilla campaniformia
campaniforme Sensillen, FOREL 1870
S. campaniformia liegen als Kegel unterhalb der Cuticula dicht an der Oberfläche und muenden in einer Grube.
- Sensilla coenoconia
Champagnerpfropf - champagnerpfropfähnliche Sensillen, FOREL 1870
- Sensilla trichodea, SCHENK 1903
Tasthaare
- Sensilla trichodea curvata, KRAUSSE 1907
umgebogene Tasthaare