In der AG wurden 3 Projekte verfolgt, von denen 2 erfolgreich abgeschlossen werden konnten:
- Entwicklung eines telemetrischen Systems zur Ableitung neuronaler Signale
- Unterschiedliche sensorische Eingänge bei solitären und gregaren Heuschrecken
- Orientierung bei solitären und gregaren Heuschrecken
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Seit den ersten Versuchen zum Flug der Heuschrecke in der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts ist die Ableitung neuronaler Signale eines der Standard-Untersuchungsverfahren (Pabst 1965, Wendler 1974). Ableitversuche am Nerv N1D2, in dem das Axon des pleuralen Flügel-Streckrezeptors entlangläuft, sind z.T schon als Praktikumsversuche für Studenten etabliert. Alle diese Ableitungen wurden und werden bisher jedoch im Präparat vorgenommen: eine Heuschrecke wird betäubt, Kopf, Abdomen und Beine werden abgetrennt, die Heuschrecke aufgeschnitten und die Ableitung durchgeführt (Burrows 1975).
Bei der neuro-sensorischen Ableitung mittels Telemetrie kann das Tier völlig intakt bleiben, die Ableitelektroden werden durch eine Operation in die betäubte und immobilisierte Heuschrecke eingepflanzt und der Sender auf das Pronotum appliziert. Dadurch wird es erstmals möglich sein, den Zusammenhang zwischen sensorischer Aktivität und Flugbewegung in vivo, bei einem frei fliegenden und nahezu völlig unversehrten Tier, zu zeigen. Eine erfolgreiche Etablierung dieser neuen Technik im Rahmen der laufenden Diplomarbeit würde es erlauben, ein besseres und genaueres Verständnis des Zusammenspiels von Muskeln und Nerven im frei beweglichen Tier zu gewinnen.
Dieses Projekt wurde von Daniel Knaack erfolgreich abgeschlossen, die Ergebnisse wurden auf der European Telemetrics Conference 2006 in Garmisch-Partenkirchen vorgestellt.
Im Rahmen dieser Diplomarbeit soll untersucht werden, ob und inwiefern sich die Zahl der windsensitiven Haare auf der Stirn bei solitären und gregaren Heuschrecken unterscheidet.
Auch diese Arbeit wurde 2006 abgeschlossen, Raphael Roth konnte dabei zeigen, dass sich gregare und solitäre Tiere in der Anzahl der windsensitven Haare deutlich unterscheiden und diese Unterschiede bereits in frühen Larvenstadien angelegt sind. Eine Publikation ist in Vorbereitung.
Üblicherweise sind auch die Wanderheuschrecken - wie unsere einheimischen Grashüpfer - solitäre Tiere, die die Begegnung mit anderen Heuschrecken normalerweise vermeiden und sich lediglich zur Paarung treffen. Unter optimalen klimatischen und Vegetationsbedingungen jedoch bilden sich binnen kurzer Zeit Heuschreckenschwärme mit mehreren Millionen Tieren, die sich vom Wind verdriften lassen und wo immer sie einfallen alles kahl fressen, bevor sie weiterziehen.
Diese Phasenwechsel zwischen solitärer, also Einzelgänger-, und gregarer, also Wanderform, wurden erst 1921 von Uvarov erkannt, zuvor hatte man wegen der unterschiedliche Lebensformen, den deutlichen morphologischen (Färbung, Morphometrie) und ethologischen Unterschiede die beiden Phasen als unterschiedliche Arten gedeutet. Aus den Eiern von solitären Heuschrecken können Tiere der Wanderphase schlüpfen und umgekehrt.
Schon 1940 wurde vermutet, dass die Lebensbedingungen einen Einfluß auf die Entstehung gregarer bzw. solitärer Heuschrecken haben (Franz 1940), seit etwa 20 Jahren wird die Theorie propagiert, dass Pheromone die Entwicklung hin zu gregaren Heuschrecken befördern (Ferenz 1989). Die neuesten Untersuchungen aus den vergangenen 3 Jahren deuten darauf hin, dass die Stimulation bestimmter Rezeptoren am Oberschenkel der Tiere ausreicht, um eine Gregarisation auszulösen (Rogers et al. 2003).
Im Rahmen einer Doktorarbeit sollen grundsätzliche sinnesphysiologischen Unterschiede zwischen solitären und gregaren Heuschrecken der Art Schistocerca gregaria untersucht werden, die die unterschiedliche Lebensweise der beiden Phasen erklären könnten.
Burrows, M (1975): Monosynaptic connections between wingstretch-receptors and flight motoneurons. J. Exp. Biol. 62: 189-219
Franz, J (1940): Phasenwechsel und Massenwechsel bei Wanderheuschrecken. Ztschr. angew. Ent. 26: 64-673
Ferenz, H-J. (1989): Neue Wege zur Heuschreckenbekämpfung - Beeinflussung der Gregarisation von Wanderheuschrecken durch Pheromone. Mitt. dtsch. Ges. allg. angew. Entomol. 7: 141-145
Pabst, H. (1965): Elektrophysiologische Untersuchung des Streckrezeptors am Flügelgelenk der Wanderheuschrecke Locusta migratoria. Z. vergl. Physiol. 50: 498-541
Rogers, SM., Matheson, T., Despland, E., Dodgson, T., Burrows, M., & Simpson, SJ. (2003): Mechanosensory induced behavioural gregarization in the desert locust Schistocerca gregaria. J. Exp. Biol. 206: 3991-4002
Wendler, G. (1974): The influence of proprioceptive feedback of the locust flight co-ordination. J.Comp Physiol. 88: 173-200