Sinnesorgane

Die Sinnesorgane

sind dazu da, um einen Teil der Gegebenheiten der Umwelt wahrzunehmen. Sie enthalten Sinneszellen, die die Reize der Umgebung aufnehmen und in Erregungen umwandeln. Diese werden von Nervenfasern weitergeleitet. Die Sinne werden nach der Natur der Reize eingeteilt, die verschiedene Empfindungen (Qualitäten) hervorrufen; Wesensverwandte Qualitäten bilden eine Modolität. Ein einzelner Sinn kann jeweils nur Empfindungen einer einzigen Modolität auslösen.

Mechanische Sinne

Stellungssinn

In den Skelettmuskeln der Wirbeltiere befinden sich Muskelspindeln, in deren Inneren feine Muskelfasern und sensible Nervenenden die Verformung des Muskels messen. Ein Neuron zur Muskelkontraktion wird daher von der zugehörigen Muskelspindel und der des Gegenmuskels beeinflußt ® eine übermäßige Kontraktion wird verhindert.

Tastsinn

ist bei allen Tieren vorhanden. Die Rezeptoren sind über die ganze Hautoberfläche verteilt und an manchen Stellen (Fühler, Schnauze, Lippen,...) besonders dicht. Der erregende Reiz ist die lokale mechanische Verformung der Haut.

Tastorgane sind Tastkörperchen und -haare. Es wird oft nur das Einsetzen und Aufhören eines Reizes erkannt, jedoch kann auch die Natur des ertasteten Gegenstandes erfasst werden. Berührungsreize lösen auch oft Reaktionen bzw. Reflexe aus (Flucht, Biß, Stich, Totstellreflex,...).

Fische besitzen das Seitenlinienorgan (ein Ferntastsinn). An der seitlichen Oberfläche des Fisches sind Sinneszellen in schleimgefüllten Hautkanälchen, die durch Strömungsdruck gereizt werden. Sie geben dem Fisch Information über die Richtung und Geschwindigkeit des Wasserstromes. Beim Menschen gibt es auch Schmerzpunkte.

Schweresinn (Lagesinn)

Die Schwerkraft dient hier zur Raumorientierung. Fast alle Tiere besitzen mit Flüssigkeit gefüllte Blasen (Statocysten) mit einem Statolith. Ist dieser frei beweglich, so drückt er immer auf den tiefsten Punkt des Statocysts. Ist er an einem Härchen aufgehängt, so werden Druck- und Zugkräfte wahrgenommen. Insekten haben keine Statolithen, dafür aber Sinnesorgane, die über die jeweilige Stellung der Körperteile und die nötige Muskelspannung informiert.

Drehsinn

Im Labyrinthorgan gibt es 3 Bogengänge. Sie sind mit der Endolymphe gefüllt, die den Reiz auslöst. Beiderseits am Kopf sind Bläschen. Von den einen gehen die Bogengänge weg, die in einer Ampulle mit Sinneshaaren enden; die anderen sind Statocysten. Da die Endolymphe träge ist, wenn man den Kopf bewegt, werden die Sinneshaare in der Ampulle abgelenkt. Beschleunigung und Verzögerung wirkt daher als Reiz. Nach langem Drehen kreist die Endolymphe weiter ® Schwindelgefühl.

Gehörsinn

Beim Gehörsinn der Wirbeltiere wird der Schalldruck als Reiz empfunden, bei Gliederfüßern sind Hörhaare Empfänger. Manche Insekten haben Tympanolorgane, bei denen Trommelfelle über Tracheenblasen angelegt sind, andere besitzen Borsten oder Fühler als Schallempfänger. Bei Wirbeltieren ist das Gehörorgan ähnlich dem Labyrinthorgan. Ein Säckchen wächst zu einem langen Gang und windet sich zur Schnecke aus, die in 3 parallele Gänge geteilt ist (Vorhoftreppe, Paukentreppe, häutiger Schneckengang). Eine Besonderheit der Wirbeltiere ist die Ausbildung eines Mittel-ohrs (mit Paukenhöhle und Ohrtrompete) zum Druckausgleich. Die 3 Gehörknöchelchen (Hammer, Amboß, Steigbügel) in der Paukenhöhle verstärken den Schall und leiten ihn vom Trommelfell zum inneren Ohr. Bei unterirdisch lebenden Säugetieren fehlen die Ohrmuscheln, doch der Gehörgang ist verschließbar.

Beim Menschen nimmt die obere Hörgrenze mit zunehmendem Alter ab. Mit 2 Ohren kann man Schallquellen auch genau lokalisieren.

Temperatursinn

besitzen wahrscheinlich alle Tiere, um extreme Temperaturwerte zu erkennen und zu vermeiden. In der Haut des Menschen gibt es Wärmepunkte und Kältepunkte.

Schlangen haben zwischen Augen und Nase das Grubenorgan, mit dem sie imstande sind, Wärmestrahlung anderer Organismen gerichtet wahrzunehmen.

Optischer Sinn

Der Reiz für die Lichtsinnesorgane sind elektromagnetische Wellen, die der Mensch im Bereich von 400 - 800nm sieht. Entwicklung von Augen im gesamten Tierreich: Wahrnehmung der Helligkeit ® Feststellung der Richtung des Lichteinfalls ® Erkennen von Formen, Farben und Bewegungen.

Primitive Formen des Sehens

Viele Tiere (Einzeller, Muscheln, Regenwürmer) besitzen eine diffuse Empfindlichkeit gegenüber Licht. Zum Erkennen der Einfallsrichtung sind die lichtempfindlichen Zellen auf einem Augenfleck konzentriert oder in einer Grube angeordnet (Schnecken, Insekten). Ein Bildsehen ist nicht möglich.

Linsenaugen

treten schon bei Quallen, Ringelwürmern, Schnecken und vor allem Wirbeltieren auf. Der dioptische Apparat entwirft ein umgekehrtes, verkleinertes, reelles Bild auf der Netzhaut. Die Schärfe wird durch die Krümmung der Linse bzw. ihrem Abstand zur Netzhaut eingestellt (= Akkomodation). Beim Menschen flacht der Ciliarmuskel die Linse einmal ab (Ferneinstellung) und krümmt sie dann (Naheinstellung). Die Iris kann die Größe der Pupille verändern; dies dient zur Steigerung der Tiefenschärfe, zur Abblendung der Randstrahlen und zur Anpassung an verschiedene Lichtstärken (= Adaption). Wenn das Bild vor/hinter der Netzhaut erscheint, ist man kurz-/weit-sichtig. Bei der Alterssichtigkeit ist die Linse nicht mehr so elastisch ® der Nahpunkt rückt weiter weg. Die Netzhaut enthält Sehzellen (Stäbchen für s/w-Sehen, Zäpfchen für Farben), Nervenzellen und Faserschichten. Die Sehzäpfchen sind in 3 Zellentypen nach den 3 Grundfarben eingeteilt. Fällt eine Komponente aus, ist man farbenblind (z.B. Rotblindheit). Viele Wirbeltiere (v.a. nachtakitve) haben hinter der Netzhaut eine Lichtreflexionsschicht zur Verstärkung der Reize ® Leuchten der Augen. Die Sehzellen enthalten Sehpigmente, die die Energie der Lichtquanten aufnehmen. Die Reize werden in Erregungen verwandelt und die Summe der Erregungen von Zäpfchen und Stäbchen zu den Sehnerven weitergeleitet, dann ins Gehirn.

Am gelben Fleck sind zum besseren Scharfsehen nur Zäpfchen ® dort nachtblind.

Der blinde Fleck enthält keine lichtempfindlichen Zellen, da dort die Sehnerven in die Netzhaut eintreten.

Komplexaugen (Facettenaugen)

sind bei Krebsen und Insekten zu finden. Sie setzen sich aus vielen Einzelaugen zusammen, von denen jedes einen dioptischen Apparat mit einer Chitinlinse und einem lichtsammelndem Kristallkegel dahinter besitzt. Der lichtempfindliche Teil (Reticula) besteht aus 8 langgestreckten Sehzellen (mit Rhabdom), die zylinderförmig um die Achse des Einzelauges liegen.

Komplexaugen entwerfen ein mosaikartiges Bild. Es hat gegenüber dem Linsenauge ein höheres zeitliches Auflösungsvermögen und kann auch die Polarisationsebene des Himmellichtes wahrnehmen.

Elektrischer Sinn

kommt bei Rochen und manchen Knorpelfischen vor. Sie sind stark umgewandelte Muskelsysteme, in denen durch Ionenwanderung elektrische Ströme entstehen. Es werden Stromstärken bis 10A und Spannungen bis 500V erreicht, um Beute zu lähmen und sich zu verteidigen. Schwach Ströme benutzen sie, um sich in trüben und stark bewegten Gewässern zu orientieren (Echolot).

Chemische Sinne

Geschmackssinn

Insekten haben Chemorezeptoren um den Mund und an den Vorderbeinen, die in Form von Sinneshaaren oder Sinnesstiften ausgebildet sind. Der Mensch hat sie auf der Zunge in einer

bestimmten Anordnung der Geschmacksknospen. Die Geschmacksempfindung wird auch vom Geruchssinn, Schmerzsinn und Gesichtssinn beeinflußt.

Geruchssinn

Duftstoffe dienen zur Markierung des Weges, zur Kennzeichnung von Territorien, als Alarmstoff,.... Die Sinneszellen sind sehr empfindlich. Bei Insekten sind sie an den Fühlern, bei Wirbeltieren in der Nasenhöhle; dort bilden sie mit den Stützzellen das Riechepithel, welches über der Nasenschleimhaut ausgebreitet ist. Reptilien besitzen das Jacobson'sche Organ im Dach der Mundhöhle. Beim Züngeln nimmt die Zunge Duftstoffe auf und führt sie dann dorthin. Fische haben die Sinnes-epithel in den Nasengruben. Die Anzahl der riechbaren Substanzen ist unbekannt.

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