Direkt zum Inhalt

Lexikon der Neurowissenschaft: Adaptation

Adaptation w [von latein. adaptare = anpassen; Verb adaptieren], Anpassung, E adaptation, allgemeine Bezeichnung für die in der Phylogenese entstandenen (also genetisch vorgegebenen bzw. prädisponierten) Möglichkeiten von Organismen, bei entsprechenden kurzfristigen, langfristigen bzw. wiederholten Wirkungen von Umweltreizen (Reizadaptation; Reiz) unter Einbeziehung der verschiedenen, hierarchisch geordneten Funktionsebenen funktionell zu optimieren. Die physiologische Adaptation ist Teil der Fähigkeit zur Aufrechterhaltung der Homöostase. Teilweise synonym verwandt, zum Teil begrifflich getrennt, sind die Bezeichnungen Adaption, Akklimatisation, Akklimation, wobei Adaption und Akklimation die Anpassung an genau einen (experimentell konstant gehaltenen) Faktor ("Einzelfaktor-Adaptation") bedeuten und Akklimatisation die Adaptation gegenüber einem Komplex von Umweltfaktoren saisonaler oder klimatischer Art bedeutet. Manche Autoren benutzen den Begriff Adaptation nur für genetisch erworbene Anpassungen. 1) Als Begriff der Evolutionstheorie bedeutet Adaptation, daß sich Organismen (phylogenetisch) so entwickeln, daß sie optimal ihrer Umwelt eingefügt (angepaßt) sind. 2) In der Sinnesphysiologie werden mit Adaptation Mechanismen bezeichnet, die in einer reversiblen, vorübergehenden Anpassung der Empfindlichkeit eines Sinnessystems, Sinnesorgans oder eines Rezeptors an Änderungen der Reizintensität bestehen. Die Adaptation kann sowohl zu einer Erhöhung der Empfindlichkeit bei abnehmender Reizintensität wie auch zu einer Absenkung der Empfindlichkeit bei steigender Reizintensität führen. Adaptation ist eine grundlegende Eigenschaft der meisten sensorischen Systeme. Beispiele für Adaptation sind die Anpassungen von Rezeptoren an konstante Reizintensität und -dauer. Das anfangs hohe Rezeptorpotential wird in Abhängigkeit von den Rezeptoreigenschaften (schnell, mittel und langsam adaptierende Rezeptoren) auf ein niedrigeres Niveau eingestellt (z.B. Hell-Dunkel-Adaptation des Auges, Einstellen des Gehörsinns auf einen Geräuschpegel, Anpassung der Geruchs- und Geschmacksrezeptoren; siehe Abb. ). Im Extremfall kann die Adaptation so vollständig sein, daß die Erregungsweiterleitung (Erregungsleitung) unterbunden und damit der Reiz nicht mehr wahrgenommen wird (z.B. Berührungsreiz durch Kleidung). Wird die Adaptation durch eine Veränderung der Rezeptoreigenschaften erreicht, spricht man von sensorischer Adaptation. Daneben kann die Adaptation auch durch Veränderungen in der Signaltransduktion erfolgen, indem die Menge oder Aktivität einzelner Komponenten der Reizverarbeitung verändert wird (Änderung der Übertragungseigenschaften der nachgeschalteten Neurone). Ermüdung. 3) In der Chronobiologie (Biorhythmik) bezeichnet Adaptation die Anpassung von endogenen Rhythmen an Zeitverschiebungen (Photoperiodik, Schlaf-Wach-Perioden und anderes). 4) Die metabolische Adaptationumfaßt die Antworten des Organismus auf biochemischer Ebene gegenüber Umweltfaktoren wie O2-Angebot, Wechsel des Atem- und Ausscheidungsmediums, Temperatur ( siehe Zusatzinfo ), Druck bzw. Höhe oder als Sonderfall in der Mikrobiologie die chromatische Adaptation von Cyanobakterien an die spektrale Zusammensetzung des Lichtes. 5) Adaptation auf der Verhaltensebene subsummiert im Prinzip die beschriebenen Mechanismen. Durch das Verhalten als das funktionale Bindeglied zwischen Organismus und Umwelt realisiert der Organismus die notwendigen aktuellen Anpassungen im Sinne individueller und inklusiver Fitneß. So führen Anpassungen an bestimmte Lebenräume bei verschiedensten Tiergruppen zu analogen morphologischen Ausbildungen als Grundlage, z.B. für gleichartige Fortbewegungsformen wie Schwimmen, Fliegen oder an verschiedene Habitate angepaßte Laufformen. Individuelle Lernprozesse (Lernen), die in ihrer Komplexität vom Cephalisationsgrad (Cephalisation) abhängig sind, erhöhen die Adaptationsbreite. Handelt es sich um einfache Verhaltensverstärkungen, spricht man von Sensitivierung, das Gegenteil wäre die Habituation bzw. Gewöhnung. Schließlich sind vor allem die höheren Lernformen, z.B. assoziatives und einsichtiges Lernen, die leistungsfähigsten Anpassungsmechanismen. Diese adaptiven Fähigkeiten sind weitestgehend mit der funktionellen Plastizität des Gehirns (zentralnervöse Adaptation) verbunden.

Lit.: Precht H., Christophersen, J., Hensel, H., Larcher, W.: Temperature and Life. Berlin 1973.



Adaptation

Sinnesphysiologie: Adaptation einer Geruchsempfindung; oben Reizamplitude (H2S-Konzentration von 6,5·10-6 Volumenanteilen), unten Empfindungsintensität (angegeben in willkürlichen Einheiten, ermittelt aus den Schätzungen von 4 Personen in je 10 Versuchen).

Adaptation

Eine Anpassung an die Temperatur wird am Beispiel von Acetylcholin-Esterase-Isoenzymen im Gehirn der Regenbogen-Forelle (Salmo gairdneri) deutlich. So weist die AcChE aus Tieren, welche an Temperaturen von 18 °C adaptiert sind, eine andere elektrophoretische Wanderungsgeschwindigkeit auf als die aus Tieren, die an 4 °C akklimatisiert wurden. Bei Tieren, die bei 12 °C gehalten wurden, findet man beide Formen.

Lesermeinung

Wenn Sie inhaltliche Anmerkungen zu diesem Artikel haben, können Sie die Redaktion per E-Mail informieren. Wir lesen Ihre Zuschrift, bitten jedoch um Verständnis, dass wir nicht jede beantworten können.

  • Die Autoren
Redaktion

Dr. Hartwig Hanser, Waldkirch (Projektleitung)
Christine Scholtyssek (Assistenz)

Fachberater

Prof. Albert Ludolph, Ulm
Prof. Lothar Pickenhain, Leipzig
Prof. Heinrich Reichert, Basel
Prof. Manfred Spitzer, Ulm

Autoren

Aertsen, Prof., Ad, Freiburg
Aguzzi, Prof., Adriano, Zürich
Baier, Dr., Harmut, Ulm
Bartels, Prof., Mathias, Tübingen
Becker, Dr., Andreas, Marburg
Born, Prof., Jan, Lübeck
Brecht, Dr., Stephan, Kiel
Breer, Prof., Heinz, Stuttgart
Carenini, Dr., Stefano, Würzburg
Cruse, Prof., Holk, Bielefeld
Culmsee, Dr., Carsten, Marburg
Denzer, Dr., Alain, Waldenburg
Egert, Dr., Ulrich, Freiburg
Ehrenstein, Dr., Walter, Dortmund
Eurich, Dr., Christian , Bremen
Eysel, Prof., Ulf, Bochum
Fischbach, Prof., Karl-Friedrich, Freiburg
Frey, Dunja, Basel
Fuhr, Dr., Peter, Basel
Greenlee, Prof., Marc, Oldenburg
Hartmann, Beate, Basel
Heck, Dr., Detlef, Freiburg
Heller, Prof., Kurt, München
Henkel , Dr., Rolf , Bremen
Herdegen, Prof., Thomas, Kiel
Herrmann, Dr., Gudrun, Bern
Hilbig, Dr., Heidegard, Leipzig
Hirth, Dr., Frank, Basel
Huber, Dr., Gerhard, Zürich
Hund, Martin, Basel
Illing, Dr., Robert Benjamin, Freiburg
Käch, Dr., Stefanie, Basel
Kästler, Dr., Hans, Ulm
Kaiser, Dr., Reinhard, Freiburg
Kaluza, Jan, Stuttgart
Kapfhammer, Dr., Josef P., Freiburg
Kestler, Dr., Hans, Ulm
Kittmann, Dr., Rolf, Freiburg
Klix, Prof., Friedhart , Berlin
Klonk, Dr., Sabine, Stuttgart
Klumpp, Prof., Susanne, Marburg
Kössl, Dr., Manfred, München
Köster, Dr., Bernd, Freiburg
Kraetschmar, Dr., Gerhard, Ulm
Krieglstein, Prof., Josef, Marburg
Krieglstein, Prof., Kerstin, Homburg
Kuschinsky, Prof., Wolfgang, Heidelberg
Lahrtz, Stephanie, Hamburg
Landgraf, Dr., Uta, Stegen
Laux, Thorsten, Basel
Lindemann, Prof., Bernd, Homburg
Löffler, Dr., Sabine, Leipzig
Ludolph, Prof., Albert, Ulm
Malessa, Dr., Rolf, Weimar
Marksitzer, Dr., Rene, Luzern
Martin, Dr., Peter, Kehl-Kork
Martini, Prof., Rudolf, Würzburg
Medicus, Dr., Gerhard, Thaur
Mehraein, Dr., Susan, Freiburg
Meier, Dr., Kirstin, Freiburg
Mendelowitsch, Dr., Aminadav, Basel
Mergner, Prof., Thomas, Freiburg
Metzinger, Dr., Thomas, Frankfurt am Main
Mielke, Dr., Kirsten, Kiel
Misgeld, Prof., Ulrich, Heidelberg
Moll, Joachim, Basel
Münte, Prof., Thomas, Magdeburg
Neumann, Dr., Harald, Planegg-Martinsried
Nitsch, Prof., Cordula, Basel
Oehler, Prof., Jochen, Dresden
Otten, Prof., Uwe, Basel
Palm, Prof., Günther, Ulm
Pawelzik, Prof., Klaus, Bremen
Pickenhain, Prof., Lothar, Leipzig
Ravati, Alexander, Marburg
Reichel, Dr., Dirk, Lübeck
Reichert, Prof., Heinrich, Basel
Reinhard, Dr., Eva, Bern
Rieckmann, Dr., Peter, Würzburg
Riemann, Prof., Dieter, Freiburg
Ritter, Prof., Helge, Bielefeld
Roth, Prof., Gerhard , Bremen
Roth, Lukas W.A., Bern
Rotter, Dr., Stefan, Freiburg
Rubin, Dr., Beatrix, Basel
Ruth, Dr., Peter, Giessen
Schaller, Dr., Bernhard, Basel
Schedlowski, Prof., Manfred, Essen
Schneider, Dr., Werner X., München
Scholtyssek, Christine, Umkirch
Schwegler, Prof., Helmut , Bremen
Schwenker, Dr., Friedhelm, Ulm
Singer, Prof., Wolf, Frankfurt am Main
Spiegel, Dr., Roland, Zürich
Spitzer, Prof., Manfred, Ulm
Steck, Prof., Andreas, Basel
Steinlechner, Prof., Stephan, Hannover
Stephan, Dr., Achim, Rüsselsheim
Stoeckli, Dr., Esther, Basel
Stürzel, Frank, Freiburg
Swandulla, Prof., Dieter, Erlangen
Tolnay, Dr., Markus, Basel
Unsicker, Prof., Klaus, Heidelberg
Vaas, Rüdiger, Bietigheim-Bissingen
van Velthoven-Wurster, Dr., Vera, Freiburg
Walter, Dr., Henrik, Ulm
Wicht, Dr., Helmut, Frankfurt
Wolf, Prof., Gerald, Magdeburg
Wullimann, Prof., Mario, Bremen
Zeilhofer, Dr., Hans-Ulrich, Erlangen
Zimmermann, Prof., Manfred, Heidelberg

Partnervideos