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Lexikon der Neurowissenschaft: Seitenlinienorgane

Seitenlinienorgane, Seitenorgane, Seitenlinie, Lateralisorgane, E lateral line organs, ein bei allen Fischen und im Wasser lebenden Amphibien an Kopf und Rumpf vorkommendes System von Sinnesorganen und deren Hilfseinrichtungen, das der Wahrnehmung von Wasserströmungen (Strömungssinn), Druckschwankungen sowie von elektrischen Feldern dient ( siehe Zusatzinfo 1 ). Man unterscheidet daher mechanorezeptive und elektrorezeptive Seitenlinienorgane (elektrosensorisches System). Die mechanosensorische Seitenlinie trägt als Rezeptoren sog. Neuromasten ( siehe Abb. 1 ). Ein Neuromast besteht aus nicht-nervösen Stützzellen und 20-30 cilientragenden Haarzellen. Jede dieser Haarzellen trägt ein Stereocilium und mehrere Kinocilien. Alle Cilien sind in eine gemeinsame Cupula (Gallerthaube) eingelassen. Sowohl die einzelnen Zellen als auch der Neuromast insgesamt sind polarisiert, d.h., sie sprechen bevorzugt auf Auslenkungen der Cupula in eine bestimmte Richtung an. Bei Neunaugen und manchen Amphibien liegen die Neuromasten in Reihen frei an der Oberfläche des Körpers, bei Knorpel- und Knochenfischen sinken sie in (teilweise knöchern umschlossene) Kanäle hinab, deren wassergefülltes Lumen über regelmäßig angeordnete Poren mit der Außenwelt in Verbindung steht. Diese Kanäle und Poren sind dann als die Linien auf dem Fischkörper erkennbar, die dem gesamten System seinen Namen gegeben haben ( siehe Abb. 2 ). Das Muster dieser Linien ist artspezifisch, aber zwischen verschiedenen Arten sehr variabel. – Die Neuromasten der Seitenlinie des Rumpfs und des Kopfes, ebenso wie die Ganglienzellen der Nerven, die deren Informationen den sensorischen Seitenlinienkernen des Myelencephalons zuleiten, gehen aus eigenen embryonalen Plakoden hervor, von denen es ursprünglich wohl sechs Paare gibt. Entsprechend entstehen ontogenetisch auch bis zu sechs – ursprünglich selbständige – Paare von sensorischen Seitenliniennerven und -ganglien, die allerdings später meist mit den anderen, benachbarten Hirnnerven (V, VII, IX, X) des Metencephalons und Myelencephalons und deren Ganglien verschmelzen. Früher schlug man diese Seitenlinienafferenzen als "speziell somatosensorische Komponente" zu diesen Hirnnerven vor. Heute hat es sich eingebürgert, die hinter der Ohrkapsel austretenden (postotischen; ursprünglich drei) Seitenliniennerven zusammenfassend als Nervus posterior lineae lateralis (E posterior lateral line nerve) und die präotischen (ebenfalls ursprünglich drei) entsprechend als Nervus anterior lineae lateralis zu bezeichnen. Das gemeinsame Zielgebiet der mechanorezeptiven Seitenliniennerven im Myelencephalon ist der Nucleus medialis areae octavo-lateralis. Er liegt in der Flügelplatte des Myelencephalons, ventral des Zielkerns der elektrosensorischen Anteile der Seitenlinie. Er ist stets von dem unter ihm liegenden Zielkern des Innenohrs (Nucleus ventralis areae octavo-lateralis), der die Informationen der Haarzellen des Innenohrs verarbeitet, deutlich getrennt ( siehe Zusatzinfo 2 ).

H.W.

Seitenlinienorgane

1 Die perzipierten Reize können durch das Tier selbst, Feinde, Beutetiere, Artgenossen oder Hindernisse hervorgerufen werden, wobei die Tiere in der Regel aufgrund der unterschiedlichen Eigenschaften der Reize deren auslösende Faktoren wahrnehmen und unterscheiden können. Den Seitenlinienorganen kommt somit eine funktionelle Bedeutung bei der Beute- und Feinderkennung, der Orientierung und sozialen Kommunikation zu. So vermag z.B. der Krallenfrosch mit Hilfe der Seitenlinienorgane ein Erschütterungszentrum im Wasser oder an der Wasseroberfläche bis auf eine Entfernung von 15 cm genau zu lokalisieren. Fische können mit diesem Organ den Staudruck "ertasten", der beim Anschwimmen eines Hindernisses entsteht (Ferntastsinn).



Seitenlinienorgane

Abb. 1: Längsschnitt durch einen Seitenlinienkanal, eine Pore und einen Neuromasten



Seitenlinienorgane

Abb. 2: Lage und Bezeichnung der größten Seitenlinien bei einem Knochenfisch
Kasten: Detailansicht einer Seitenlinie

Seitenlinienorgane

2 Da sowohl das Innenohr, sein Nerv und sein Ganglion, als auch die Seitenlinie, ihre Nerven und ihre Ganglien aus Plakoden hervorgehen, und da beide Haarzellen als Rezeptoren tragen, glaubte man, daß beide Systeme sich aus einem ursprünglich einheitlichen Sinnessystem evolviert hätten. Man prägte den Begriff Octavo-lateralis-System, um die Ähnlichkeit beider Sinnesorgane zu unterstreichen. Allerdings kommen bei allen primär aquatischen Wirbeltieren, auch den fossilen, die beiden Systeme nebeneinander vor, und es gibt einige Hinweise darauf, daß die otische Plakode (aus der das Innenohr und sein Ganglion hervorgehen) stammesgeschichtlich älter ist als die Wirbeltiere und deren Seitenlinienplakoden. Die beiden Systeme haben also, trotz ihrer Ähnlichkeiten, wahrscheinlich eine voneinander unabhängige Stammesgeschichte.

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