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Wie gut sehen Insekten? Elektrophysiologische Messung des zeitlichen Auflösungsvermögens von Insektenaugen

Beschreibung

Für die Leistungsfähigkeit von visuellen Systemen ist neben dem räumlichen auch das zeitliche Auflösungsvermögen des Auges von Bedeutung. Während das räumliche Auflösungsvermögen als der Abstand definiert ist, den zwei Punkte haben müssen um als getrennt wahrnehmbar zu sein, wird die zeitliche Auflösung durch die Flimmerverschmelzungsfrequenz (FVF) beschrieben. Diese gibt die Frequenzschwelle an, ab der eine Folge von Lichtreizen nicht mehr als unterbrochen wahrgenommen wird und der Eindruck entsteht, dass der Lichtreiz kontinuierlich erfolgt. Dabei ist die FVF stark abhängig von der Lichtqualität, Lichtquantität und vom Adaptationszustand der Retina. Im Tierreich unterscheidet sich die FVF drastisch. Ein Frosch hat eine FVF von 8 Hz. Die FVF eines Menschen liegt zwischen 40-80 Hz. Ein Wanderfalke hat hingegen eine FVF von 120 Hz. Die höchste FVF wird allerdings von fliegenden Insekten erreicht. So hat eine Biene eine FVF von 300 Hz. Hierbei wird bereits deutlich, dass vor allem bei fliegenden Insekten, die sich mit hoher Geschwindigkeit dreidimensional im Raum bewegen, ein hohes zeitliches Auflösungsvermögen von großer Bedeutung ist. Aber auch innerhalb der fliegenden Insekten unterscheidet sich die FVF stark.

Im Rahmen dieses Humboldt Reloaded Projektes soll die FVF von Drosophila melanogaster (Taufliege) und Calliphora vicina (Schmeißfliege) elektrophysiologisch mittels eines Elektroretinogrammes (ERG) gemessen und verglichen werden. Bei einem ERG handelt es sich um eine Methode, bei der die elektrische Antwort der Netzhaut auf Lichtstimuli gemessen wird. Des Weiteren soll die Änderung der FVF durch oben genannte Faktoren untersucht werden. Nachdem die Methode anhand von Drosophila und Calliphora etabliert wurde, sollen wildlebende Insekten aus diversen ökologischen Nischen eingefangen werden, sodass das ERG dieser Insekten gemessen und verglichen werden kann. Dadurch sollen mögliche Zusammenhänge zwischen der Lebensweise und dem Sehvermögen der Insekten erkannt werden.

Projektzeitraum

Sommersemester 2021

Bewerbungszeitraum

12. bis 22.04.2021

Durchführung

nach Absprache

Studienfach

Agrarbiologie
Ernährungswissenschaft
Lebensmittelwissenschaft und Biotechnologie
Biologie

Betreuende

Matthias Zeger

Institut

Institut für Biologie (190) (Biochemie (190F))

Sprache

deutsch

Teilnehmendenanzahl

min. 1, max. 2

Arbeitsaufwand

ca. 180 Stunden pro Teilnehmende:r | 6 ECTS-Punkte

Arbeitsaufwand (Stunden und ggf. ECTS) sind ungefähre Angaben. Die tatsächlich vergebenen ECTS-Punkte ergeben sich aus der tatsächlich geleisteten Arbeit.

 

Für dieses Projekt ist kein Motivationsschreiben des Studierenden erforderlich

Projektart

experimentell

Lernziele

Die Teilnehmende lernen in diesem Projekt:

- Messung und Interpretation von Elektroretinogrammen (ERG)

- Verständnis der visuellen Signaltransdukionskaskade

- Handhabung von Fliegenstämmen

- Drosophila-Genetik

- Feldforschung

- Zusammenhang Ökologie und Neurophysiologie des Auges

Anmerkungen für Studierende

Schlagworte

Flimmerverschmelzungfrequenz, ERG, Amplitude, zeitliches Auflösungsvermögen, Drosophila, Calliphora