Abteilung für Allgemeine Zoologie

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Abteilung für Allgemeine Zoologie

Verhalten und Neuroanatomie des medizinischen Blutegels Hirudo medicinalis

24.04.2013

• Verhaltensbeobachtung: Kriechen, Schwimmen, Reaktion auf mechanische Reizung.

• Herzschlag: Präparation eines betäubten Tieres, Beobachten der Kontraktion der

Lateralgefäße, Korrelation beider Lateralgefäße.

• Freilegen des kompletten Strickleiternervensystems.

• Isolieren einzelner Segmentganglien und Anfärben monoaminerger Zellen mit Neutralrot.

1. Verhaltensbeobachtungen (in Gruppen durchführen!!!)

Fortbewegung des Blutegels

In einem kleinen Vollglasaquarium sollen lebende Blutegel beobachtet werden. Die unterschiedlichen

Bewegungsarten sollen in Zeichnungen mit kurzer Beschreibung festgehalten werden. Ruhende Egel können

durch Bewegung der Wasseroberfläche oder durch kurzes Antippen des Vorderendes mit einer Pinzette

aktiviert werden.

Die Methoden der Verhaltensbiologie / Ethologie

Beobachtung und Beschreibung

am besten unter natürlichen Bedingungen und ohne Einflussnahme durch den Beobachter. Das beobachtbare

Verhalten wird so genau wie irgend möglich beschrieben (und quantifiziert, in der Regel mit Hilfe von

Verhaltensprotokollen).

Experimente

Freiland- und Laborexperimente dienen häufig dem Erforschen der physiologischen Grundlagen des

Verhaltens, also zum Beispiel der Feststellung von Aktivitätsmustern der Nervenzellen.

Keine Interpretationen wie „stellt sich tot“ !!!

Flucht- und Vermeidungsreaktionen

Es sollen die verschiedenen Reaktionen des Egels auf mechanische Reize hin untersucht werden. Dazu wird

der Egel an verschiedenen Körperstellen mit einer Pinzette berührt. Variieren Sie die Reizstärke.

Beobachten Sie die Reaktionen des Tieres. Führen Sie die Versuche bei Egeln, die sich im Trockenen

befinden, und bei Wasserstandshöhen zwischen 0,5 und 3 cm durch.

Beschreiben Sie die Reaktionen des Egels in Worten und einfachen Skizzen. Wie reagiert das Tier auf einen

Reiz am Vorderende, an der Körperseite und am hinteren Saugnapf? Ab welcher Wasserhöhe beginnt der

Egel zu schwimmen?

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2. Herzschlag

Medizinische Blutegel besitzen ein geschlossenes Blutkreislaufsystem aus vier großen Blutgefäßen, die

durch kleinere Gefäße miteinander verbunden sind. Die großen Blutgefäße sind die beiden kontraktilen

Seitengefäße („Lateralherzen“), das Rückengefäß und das Bauchgefäß, in dem sich das zentrale

Nervensystem befindet (siehe ‘Kükenthal’).

Die Kontraktion der Lateralherzen wird durch Nervenzellen in den Segmentganglien 3 und 4 gesteuert. In

diesen Ganglien befindet sich ein oszillatorisches (= rhythmisch aktives) Netzwerk von Herz-Interneuronen

und Herz-Motoneuronen (siehe Abb. 1). Die Axone der Motoneurone verlassen diese Ganglien durch die

Seitennerven und innervieren die Lateralherzen. Durch die Aktivierung der Muskelzellen der Lateralherzen

durch die Motoneurone kommt es zur Kontraktion. Die Herz-Interneurone der Ganglien 3 und 4 innervieren

durch die Konnektive Motoneurone in weiter hinten gelegenen Ganglien, so dass auch dort die Kontraktion

gesteuert wird.

(Literatur: Calabrese, R.L. & De Schutter, E. (1992): Motor-pattern-generating networks in invertebrates:

modeling our way toward understanding. Trends Neurosci. 15:439-445.)

Beobachtung des Herzschlages

Präpariert wird ein Egel möglichst zügig, bis der ventrale Blutsinus und die Lateralgefäße freiliegen.

Benutzen Sie hierbei eine isotonische Salzlösung. Die Präparation ist im "Leitfaden für das zoologische

Praktikum" von W. Kükenthal und M. Renner, Fischer Verlag, Stuttgart ausführlich beschrieben und sollte

schon vorher gelesen werden.

Beobachten Sie die Kontraktion der Lateralgefäße für etwa 5 min. Wie oft schlägt ein Lateralherz pro

Minute (Zählen Sie hierzu die Kontraktionen eines Lateralherzens während einer Minute. Wiederholen Sie

die Messung mindestens dreimal, um mögliche Schwankungen abschätzen zu können)? Vergleichen Sie

dabei das rechte und das linke Gefäß. In welche Richtung verlaufen die Kontraktionen? Welche

Abhängigkeit besteht zwischen den beiden Lateralgefäßen.

3. Präparation des Nervensystems und eines Segmentganglions

Entsprechend der Anleitung wird das Nervensystem freigelegt, nachdem das Tier von außen betrachtet

wurde. Können Sie Sinnesorgane erkennen? Zunächst wird das Tier mit Nadeln festgesteckt. Hinter dem

Kopf beginnend wird das Tier von dorsal geöffnet. Es werden die äußere Haut, der Muskelschlauch und

anschließend (gut wässern!!!) der Darm entfernt oder aufgeschnitten. Vergleichen Sie die Segmentganglien

mit den Kopfganglien!

Nun werden einzelne Segmentganglien entnommen, um diese unter einem Stereomikroskop mit starker

Vergrößerung (mindestens 32-fach) genauer betrachten zu können. Dazu wird der Blutsinus mit einer feinen

Schere aufgeschnitten. Zur Entnahme der Ganglien werden die Seitennerven möglichst peripher und die

Konnektive möglichst in der Mitte durchtrennt. Die isolierten Segmentganglien können nun von der Ventralund

der Dorsalseite betrachtet werden. Durch die transparente Ganglionkapsel sind deutlich die Somata der

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Neurone zu erkennen. Serotoninhaltige Neurone können durch eine 0,2%-ige Neutralrotlösung (1 Tropfen/2

ml Lsg; 30 min, danach aus der Färbelösung nehmen) angefärbt werden.

Halten Sie verschiedene Schritte der Präparation in Skizzen fest. Versuchen Sie, von der Ventral- und der

Dorsalseite eines Segmentganglions eine Übersichtszeichnung anzufertigen, in der die Lage der auffälligsten

Neurone eingetragen ist (s. Abb. letzte Seite).

(Literatur: Stuart, A.E., Hudspeth, A.J. & Hall, Z.W. (1974): Vital staining of specific monoaminecontaining

cells in the leech nervous system. Cell Tissue Res. 153:55-61.)

Literatur allgemein:

Kükenthals Leitfaden für das Zoologische Praktikum, V. Storch und U. Welsch, Gustav Fischer Verlag

Stuttgart.

Spezielle Zoologie I: Einzeller und wirbellose Tiere, W. Westheide und R. Rieger, Gustav Fischer Verlag

Stuttgart (1996).

Der Medizinische Blutegel und seine Verwandten, K. Herter, A. Ziemsen Verlag Wittenberg Lutherstadt

(1968).

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