Az állatok viselkedése:Egy evolúciós megközelítés

 
 
A szerzőről..............................
  Fordította: Székely Tamás
  webre tette:Kabai Péter
 
átnézte:(még nincs)
Idegsejtek és viselkedés
Hogyan kerülik ki a molylepkék a denevéreket?
A molylepkék idegsejtjeinek működése
 
A bagolylepkék idegsejtjei alapvetően ugyanúgy működnek, mint a többi állat neuronjai. Az idegrendszerrel rendelkező összes faj számára egy mozgás, egy összehangolt folyamat az eredmény, amelyben a sejt kémiai folyamatainak megváltozása, az érzékelő sejtek indítása, és az érzékelő interneuronok továbbítása az agysejtek, a motoros interneuronok, a motoros sejtek és az izmok vesznek részt /3. ábra/. Mivel ezek a változások igen gyorsan torténnek, az egyed képes válaszolni a környezeti ingerekre a másodperc tört rész alatt is. Bár nincs semmi különleges a bagolylepkék idegeinek felépítésében, mégis nagyon speciális funkciót látnak el. Pl. az A1 és A2 receptorok a denevérekről gyűjtenek öszze létfontosságú információkat. Ezt Kenneth Roeder egyszerű de elegáns kísérleteiből tudjuk /669, 670/. A kutató egy élő, de mozgásában korlátozott bagolylepke érzékelő rostjaihoz elektródokat kapcsolt és különböző hangokat irányított a tinpaniális szervbe. Az elektromos aktivitást kivetítette egy oszciloszkópra, amely az akciós potenciált jeleníti meg a képernyőn vagy egy papírtekercsen. A képi receptor aktívitása a különböző akusztikus ingerekre az alábbiakban fogalmazható meg. /4. ábra/.
  1. Az A1 sejt az alacsony intenzitású hangokra érzékeny. A másik receptor nem érzékeny, vagy csak akkor produkál akció potenciált, ha a hang erős.
  2. Ahogy a hang intenzitása növekszik, az A1 idegsejtek gyakrabban tüzelnek és az inger érkezése és az akciós potenciál megjelenése közti késés rövidül.
  3. Az A1-es rostok sokkal gyakrabban tüzelnek, hangimpulzusokra, mint az állandó, folyamatos hangokra.
  4. Egyik neuron sem reagál különbözően eltérő frekvenciájú hangokra széles ultrahang tartományban. Egy 20000 Hertzes hangimpulzus ugyanolyan mintázatú akciópotenciált vált ki, mint egy hasonló intenzitású 40000 Hertz-ü hang. 
  5. A receptor sejtek nem reagálnak az alacsony frekvenciájú hangokra. A lepkék süketek azokra a stimulusokra, amelyet mi könnyedén meghallunk.

Bár mindegyik timpaniális szervben két receptor van, lenyűgöző mennyiségű információt képesek adni a központi idegrendszernek a radart használó denevérekről. Az A1-es rost kulcstulajdonsága a 20000 Hertznél magasabb frekvenciára való nagy érzékenység, különösen az ultrahang impulzusokra. A denevérek orientációs kiáltásai ultrahangimplzusok sorozatából áll. Az igen érzékeny A1 rost már ingerületbe kerül, ha a kis barna denevér már ötven méterre van, sokkal korábban minthogy a denevér felfedezné a lepkét. Mivel a kisülések gyakorisága arányos a hangerősséggel, a rovarnak ez a szerve képes meghatározni, hogy a denevér közeledik- e feléje.

Továbbá a lepke timpaniáls szerve olyan információt is gyűjt, amely alapján lokalizálni lehet a denevért /5. ábra/. Pl. ha a vadászó denevér a lepke jobb oldalán van a jobb oldali A1 receptor hamarabb ingerületbe kerül és erősebben reagál, mint a bal oldali timpaniális szerv A 1-es receptora, amelyet a lepke teste leárnyékol. Ennek eredményeként a jobb oldali receptor hamarabb, és gyakrabban fog kisülni, mint a bal oldali receptor. Így az egyik hipotézisnek megfelelően az agy dekodoló neuronjai a timpaniális szervből érkező impulzusok összehasonlításával meghatározhatják a denevér helyzetét egy vízszintes síkban.
A lepke érzéki rendszere azonban képes potenciálisan azt is meghatározni, hogy a denevér felette vagy alatta van-e. Ha a ragadozó a lepke felett van, akkor a rovar szárnyának minden fel- és lemozgásakor az A1 receptor kisülésének gyakorisága változni fog attól függően, hogy a szárnyak leárnyékolják- e vagy sem a denevér hangjait. Ha a denevér a lepke alatt van, akkor nincsen ilyen fluktuáció. Ahogy a receptorok által inicializált idegi aktivitás keresztül vonul a lepke idegrendszerén, ezek végeredményben motoros üzenetek sorozatát állítják elő, amely a lepke elfordulását, és távolodó repülését okozzák az ultrahangtól /672/.
Amikor a lepke távolodik a denevértől, csökkenti az ultrahangot visszaverődő felületét, ahhoz képest, mintha merőlegesen repülne a ragadozóra és szárnyainak teljes felületével verné vissza az ultrahangokat. A denevér nem kap visszhangot a kiáltására, és így nem képes felderíteni a zsákmányt. A denevérek ritkán repülnek hosszan egyenes vonalban, így elég jó esélye van, hogy a lepke felderítetlenül marad, ha néhány másodpercre kívül esik a denevér hatósugarán. Ezután a denevér valami mást talál a kb. 4 méteres lepkefelderítő sugarában és azt irányt változtatva üldözi.
Ahhoz, hogy a lepke végrehajtsa a ragadozó elkerülő válaszát, szükséges a két A1 rost szinkronitása. A két timpaniális szerv receptorai által előállított akciós potenciálok különbségeit valószínűleg az agydúc figyeli, amely az idegi információt a szárnyizmokhoz a tori ganglionokon és a hozzá kapcsolódó motoros neuronokon keresztül küldi. Az ezt eredményező izomaktívitások eltérítik a lepkét abból az oldalból, amely timpaniális szervét erősebben ingerli, ahogy a lepke megfordul, elér egy olyan pontot, ahol mindkét szerv A1-es sejtjei egyformán aktívak. Ha ezután a lepke ezt a pozíciót tartja fenn, akkor ugyanolyan irányba repül, mint a denevér, így távolodik tőle.
Ez a reakció akkor hatásos, ha a lepkét nem fedezték fel, azonban hasznavehetetlen, ha egy gyors denevér a 4 méteres felderítési körön belül jön. A lepkék, amelyek közel vannak a denevérekhez, nem próbálnak meg elkerülni tőle, hanem kikerülő választ alkalmaznak. Hurkokat és lezuhanásokat produkálnak, amely viszonylag nehézzé teszi a denevérnek, hogy elkapja őket. A lepke, amely egy sikeres zuhanórepülést produkált és elér egy bokorba, vagy füves foltba, a további támadástól megmenekült, mivel a pihenő helyről visszaverődő visszhangok elfedik azokat, amelyek a lepkéről magáról verődnek vissza /672/.
Roeder gyanította, hogy a lepke akrobatikus repülésének fiziológiai alapjai az A2-es rostoktól az agyhoz, és vissza a tori ganglionokhoz vezető körben található /671/. Mielőtt a denevér elkapná a lepkét, a hangintenzitás igen erősen éri a rovar halló receptorait. Ezen feltételeknél az A2 sejtek elegendően stimuláltak a kisüléshez. Az ingerület eljut az agyba, amely megszünteti a központi szabályozó mechanizmust, amely a motoros idegek aktivitását szabályozza /3. ábra/. Amikor az irányító mechanizmus gátolt, a lepke szárnyai szabálytalanul vagy egyáltalán nem verdesnek. Ennek eredményeként a rovar nem tudja merre megy, de az üldöző denevér sem tudja, amely így képtelen betájolnia a zsákmányának várható útvonalát, így lehetővé téve a rovar elmenekülését.
módositva: 2001.01.09, webmester: Kabai, webhely: http://www.behav.org