Identifizierung und funktionelle Charakterisierung polarisationsempfindlicher absteigender Neurone im Gehirn der Wüstenheuschrecke

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Viele Tiere nutzen den Sonnenstand zur räumlichen Orientierung. Die spezielle Fähigkeit von Insekten, wahlweise auch das von der Sonne erzeugte Polarisationsmuster des blauen Himmels als Navigationshilfe einzusetzen, ermöglicht bei dieser Tiergruppe über die Analyse polarisationsempfindlicher Neurone einen einzigartigen Zugang zu Navigationszentren im Gehirn. Die Verhaltensleistungen, die auf einem Polarisationskompass beruhen, sind bei Insekten gut untersucht, ebenso wie spezielle dorsale Augenregionen, die polarisationsempfindliche Fotorezeptoren enthalten. Vor kurzem gelang die Identifizierung der zentralen Polsehbahn vom Auge über den optischen Tuberkel bis zum Zentralkomplex im Gehirn der Wüstenheuschrecke. Während im optischen Tuberkel Polsehinformation mit Farb- und Intensitätskontrast des Himmels verrechnet wird, zeigt die kolumnäre Organisation des Zentralkomplexes eine räumliche Repräsentation von Himmelsrichtungen, die dem Tier direkte Information über seine Körperorientierung liefert. Bisher ist allerdings nicht bekannt, wie diese Information das Gehirn verlässt, um die Orientierungsrichtung im Lauf oder Flug zu kontrollieren. Diese Lücke soll im vorliegenden Antrag mit der Analyse absteigender polarisationsempfindlicher Neurone zu motorischen Zentren im Bauchmark geschlossen werden. Gleichzeitig erwarten wir, mit diesen Arbeiten Hinweise über den bisher ungeklärten Mechanismus der Zeitkompensation in der Himmelskompassorientierung zu erhalten. Die Arbeiten haben Modellcharakter; vergleichbare Untersuchen gibt es bisher bei keiner Tierart.