Olfaktorik

Question 1

Was ist das älteste und universellste Kommunikationssystem?

Answer 1

• Olfaktorik
• Alle haben es (von Bakterien bis Menschen), von der subzellulären und zellulären Ebene bis zur organismischen Nutzung (second messengers, Neurotransmitter, Hormone, Pheromone
• Chemorezeption ursprünglich vermutlich zum Finden von Resourcen; mitgenutzt für Kommunikation

Question 2

Beschreiben Sie kurz die Bildung von Biofilmen.

Answer 2

• Polysaccharidgele als Matrix
• Können 100e von Zellen dick sein
• Eine oder auch viele Arten z.B. Zahnplaque, Stromatholithen

Question 3

Was erfordert Mehrzelligkeit von den Zellen des Organismus?

Answer 3

• Koordination und Kommunikation zwischen den Zellen
• Der Zusammenhalt zwischen Zellen, die Zelladhäsion, und die zelluläre Kommunikation zwischen Zellen sind sehr früh entstanden und ein gemeinsames Merkmal der Metazoa (vielzellige Tiere)

Question 4

Was sind evolutionäre Triebkräfte von Mehrzelligkeit?

Answer 4

• Aggregationen von Zellen bieten Schutz vor Fressfeinden (Effekt der Größe).
• Ökologische Nahrungsketten entstehen.
• Größere Lebewesen ernähren sich von kleineren Organismen.

Question 5

Nennen Sie Eigenschaften chemischer Kommunikation.

Answer 5

• Übertragungsgeschwindigkeit
  
  • typischerweise langsam, hängt ab von Diffusion und Strömung des Mediums
• Gerichtetheit
  
  • omnidirectional, wenn nur von Diffusion abhängig; ansonsten entsprechend der Strömung des Mediums (Wasser, Luft)
• Zeitliche Struktur
  
  • vom Sender schwer zu kontrollieren, da stark von Umweltbedingungen abhängig
• Spektrale Eigenschaften?
  
  • Verschieden von Schall /Vibration und Licht; keine kontinuierliche Skala; strukturell unterschiedliche chemische Substanzen und Substanzmischungen

Question 6

Beschreiben Sie die Rezeption chemischer Signale.

Answer 6

• Signalmoleküle binden an Rezeptormoleküle auf Rezeptorzellen
• Transduktionskaskade führt zu elektrischer Aktivität von Sinneszellen

Question 7

Unterscheiden sich Geschmacks- und Geruchssinn aufgrund ihrer Sinneszellen?

Answer 7

• Ja, aber Geschmacks- und Geruchssinn basieren auf ähnlichen Sinneszellen
• Bei landlebenden Tieren versteht man unter Geschmack die Wahrnehmung von Geschmacksstoffen in einer Lösung und unter Geruch die Wahrnehmung von Geruchsstoffen , die von der Luft getragen werden
• Bei wasserlebenden Tieren lassen sich Geruch und Geschmack nicht unterscheiden
• Die Geschmacksrezeptoren von Insekten liegen in Sinneshaaren, so genannten Sensillen, an den Fußgliedern und auf den Mundwerkzeugen

Question 8

Was schmecken wir wo auf der Zunge

Answer 8

• Jede Geschmacksknospe auf der Zunge besitzt 50-150 Rezeptorzellen
• Jede Rezeptorzelle ist selektiv für bestimmte Geschmacksstoffe
• Im Rachen und an der Zungenspitze sind die meisten Rezeptoren

Question 9

Wo riechen wir?

Answer 9

• Riechrezeptorzellen kleiden den oberen Teil der Nasenhöhle aus und senden über ihre Axone Impulse direkt zum Riechkolben
• Rezeptorzellen in Membran, Schleim

Question 10

Nennen Sie Arten chemischer Signale.

Answer 10

• Hormone
  
  • wirken innerhalb eines Organismus
  • erzeugt von endokrinen Drüsen
• Pheromone
  
  • Wirken zwischen Individuen (derselben Art)
  • Erzeugt von exokrinen Drüsen (entweder außen am Körper oder im Verdauungstrakt)
  • Insekten: viele Drüsen, Spuren hinterlassen, Alarm Pheromone
• Allomone
  
  • Wirken zwischen Arten (Beispiele?)

Question 11

Nennen Sie durch die Luft übertragene Pheromone.

Answer 11

• Flüchtig (verdunsten leicht): niedriges Molekulargewicht
• Größenbeschränkung weniger strikt für Duftstoffe im Wasser und für Kontaktpheronome
• z.B: cockroach sex attractant, beequuen substance, termite alarm substance

Question 12

Beschreiben Sie, wo die Pheromonproduktion bei Säugern liegt, wo kommen Pheromone vor?

Answer 12

• In der Haut, Sudoriferous gland, cutaneous gland, Hautdrüse
• Pheromone auch im Urin, Fäkalien, Speichel

Question 13

Nennen Sie chemorezeptororgane bei Wirbeltieren.

Answer 13

• Terrestrische Wirbeltiere :
• Olfaktorisches Hauptepithel plus Vomeronasalorgan Pheromonrezeption im VO und im Hauptepithel

Question 14

Beschreiben Sie den Nutzen der Pheromonproduktion bei Insekten.

Answer 14

• Spurmarkierung,
• Alarmsignale bei Amazonenameisen (Sklavenjägerameisen)
• Herstellung im vielen Drüsen auf der Haut

Question 15

Beschreiben Sie die Übertragung von Duftstoffen.

Answer 15

• Duftstoffe werden via Diffusion übertragen
• Ungerichtete Molekularbewegung
• Nettobewegung geht von Gebieten höherer Konzentration zu Gebieten niedrigerer Konzentration
• Diffusionsrate = - Diffusionskoeffizient * Querschnittsfläche * (Konzentrationsgradient über Entfernung)
• Querschnittsfläche groß, dann Quotient groß,
• Konzentrationsunterschiede groß, dann Quotient groß
• Strecke groß, dann weniger Nettofluss
• Diffusionsgeschwindigkeiten/distanzen hängen im westentlichen vom Medium ab:
  
  • Wasser 100 mal langsamer als in Luft

Question 16

Wann ist Diffusion weniger relevant?

Answer 16

• Wenn sich das Medium bewegt (in den meisten Fällen)
• Laminare Strömung ist gleichmäßig (in geordneten Schichten)
• Turbulente Strömung ist unregelmäßg/erratisch
• Beispiel Albatross: Drehen durch den Wind, um Spur wiederzufinden,
• Beispiel Ratte: Ratte bewegt Nase, geht aber geradlinig,
• Beispiel Insekten (Schwammspinnermännchen): Insekten fliegen quer zum Wind, wenn Spur verloren (Pheromonmolekül hinter her, dann wieder quer bis Pheromon, immer wieder Duft einsammeln)