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Kompaktlexikon der Biologie: Elektrorezeption

Elektrorezeption, Elektroortung, die räumliche Orientierung von Organismen an elektrischen Feldern mittels Elektrorezeptoren. Prinzipiell wird zwischen passiver und aktiver E. unterschieden. Bei der passiven E. ( vgl. Abb. ) orientieren sich die Tiere an äußeren elektrischen Feldern oder an den elektrischen Signalen, die von anderen Tieren ausgesandt werden. Sie kommt z.B. bei Haien, Lungenfischen, Amphibien und dem Schnabeltier vor. Bei der aktiven E. bauen die Tiere selbst elektrische Felder mit Hilfe von elektrischen Organen auf. Veränderungen dieser elektrischen Felder durch Objekte in der näheren Umgebung werden über Potenzialänderungen wahrgenommen. Aktive E. findet sich z.B. beim Nilhecht.

Die der E. dienenden Elektrorezeptoren sind in der Haut gelegene Organe, die modifizierte Haarsinneszellen als Rezeptorzellen besitzen. Sie reagieren auf Potenzialänderungen, arbeiten also wie Voltmeter. Man unterscheidet ampulläre Organe (z.B. Lorenzini-Ampullen der Haie und Rochen), die bei allen zur E. fähigen Tieren vorkommen und tuberöse Organe, die nur bei Tieren vorkommen, die zur aktiven E. befähigt sind. Ampulläre Organe bestehen aus einer Öffnung in der Körperoberfläche des Tieres über einem mit Gel gefüllten, gut leitenden Kanal, an dessen Grund die Rezeptorzellen liegen. Diese reagieren auf Spannungsänderungen mit Depolarisation, worauf vermutlich Ca2+-Kanäle geöffnet und Neurotransmitter ausgeschüttet werden. Tuberöse Organe sind prinzipiell ähnlich gebaut, haben aber keine Öffnung in der Membran, sondern bestehen aus aufgelockertem, stromleitendem Hautgewebe. Sie reagieren besonders stark auf hochfrequente Signale (im Unterschied zu den auf niederfrequente Signale reagierenden ampullären Organen).



Elektrorezeption: Beispiel für passive Elektrorezeption. Die Kraftlinien des elektrischen Feldes entsprechen bei homogener Umgebung einem elektrischen Dipolfeld. Befinden sich in der Umgebung des Fisches Objekte, deren elektrische Leitfähigkeit sich von derjenigen der Umgebung unterscheidet, so ändert sich der Verlauf der Feldlinien. Gute elektrische Leiter „verdichten“ die Feldlinien, schlechte „drücken sie auseinander“. Mit Hilfe der Elektrorezeptoren in der Kopfregion kann der Fisch diese Feldänderung registrieren und so auf die Position und Natur des Objekts schließen

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  • Die Autoren

Redaktion:
Dipl.-Biol. Elke Brechner (Projektleitung)
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Wissenschaftliche Fachberater:
Professor Dr. Helmut König, Institut für Mikrobiologie und Weinforschung, Johannes Gutenberg-Universität Mainz
Professor Dr. Siegbert Melzer, Institut für Pflanzenwissenschaften, ETH Zürich
Professor Dr. Walter Sudhaus, Institut für Zoologie, Freie Universität Berlin
Professor Dr. Wilfried Wichard, Institut für Biologie und ihre Didaktik, Universität zu Köln

Essayautoren:
Thomas Birus, Kulmbach (Der globale Mensch und seine Ernährung)
Dr. Daniel Dreesmann, Köln (Grün ist die Hoffnung - durch oder für Gentechpflanzen?)
Inke Drossé, Neubiberg (Tierquälerei in der Landwirtschaft)
Professor Manfred Dzieyk, Karlsruhe (Reproduktionsmedizin - Glück bringende Fortschritte oder unzulässige Eingriffe?)
Professor Dr. Gerhard Eisenbeis, Mainz (Lichtverschmutzung und ihre fatalen Folgen für Tiere)
Dr. Oliver Larbolette, Freiburg (Allergien auf dem Vormarsch)
Dr. Theres Lüthi, Zürich (Die Forschung an embryonalen Stammzellen)
Professor Dr. Wilfried Wichard, Köln (Bernsteinforschung)

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