Histologische und physikochemische Untersuchungen an eisenhaltigen Dendriten des Nervus ophthalmicus medialis im Oberschnabel von Vögeln zur qualitativen und quantitativen Charakterisierung des reizleitenden Apparates eines Magnetfeldrezeptors

• Applicant: Dr. Gerta Fleissner
• Subject Area: Animal Physiology and Biochemistry
• Term: from 2008 to 2012
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 53428982

Vor wenigen Jahren wurden durch uns erstmalig eisenhaltige Dendriten des Nervus ophthalmicus im Oberschnabel von Brieftauben beschrieben, die als Magnetfeldrezeptor dienen könnten. Sie scheinen allgemein bei Vögeln vorzukommen - unabhängig von deren phylogenetischer Entwicklung und den jeweils zu leistenden Orientierungsaufgaben. In Zusammenarbeit mit Materialwissenschaftlern und Strahlenphysikern haben wir die Histologie und Physikochemie der Dendriten analysiert. Die Eisenmineralien Maghämit und Magnetit sind in spezifischer Form und Menge hochgeordnet in subzellulären Kompartimenten angeordnet, die unter Einbeziehung von mikro- und nanomagnetisehen Gesichtspunkten einen Dreistufenprozess der Magnetrezeption wahrscheinlich machen: ein eisenummantelter Vesikel bewirkt eine erste magnetische Feldverstärkung, Ketten von Maghämitptatten werden in Feldrichtung magnetisiert und ziehen kugelförmige Ansammlungen von an der Zellmembran befestigten Nanomagneten aus Magnetit an, die ihrerseits mechanosensitive Membrankanäle aktivieren (magnetomechanische Transduktion). Da diese Dendriten in sechs bilateralsymmetrischen Feldern der Schnabelhaut in drei Raumrichtungen angeordnet sind, könnten sie gemeinsam ein biologisches Magnetometer darstellen. Hauptziel des beantragten Projektes ist, durch histotogische Methoden kombiniert mit höchstauflösenden Röntgenstrahlanalysen an verschiedenen Synchrotroneinrichtungen die magnetischen Wechselbeziehungen im reizleitenden Apparat und damit die Umwandlung des magnetischen Eingangsreizes in den mechanischen Nutzreiz für dieses Dendritensystem zu analysieren. Wir erhoffen uns dadurch Aussagen über die spezifische Empfindlichkeit, Präzision und Dynamik dieses Rezeptorsystems.

• DFG Programme: Research Grants