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On the performance of the visual system in the nocturnal hunting spider Cupiennius salei
Lisa Maria Fenk
Art der Arbeit
Dissertation
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Lebenswissenschaften
Betreuer*in
Axel Schmid
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-29993.67953.425170-8
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit dem visuellen System von Cupiennius salei, einer nachtaktiven Jagdspinne, die als Modellorganismus für die Neuroethologie etabliert ist. In zwei Studien wurde die Muskelaktivität der Hauptaugen aufgezeichnet und eine signifikante Erhöhung als Indikator für visuelle Perzeption in den Nebenaugen herangezogen. In der ersten Studie wurde die höchste räumliche Frequenz eines Streifenmusters gemessen, für die bei Bewegung der Streifen noch eine signifikante Muskelaktivitätserhöhung nachweisbar war. Für vertikale Streifenmuster lag dieses Limit bei einer Wellenlänge von 2°, für horizontale Streifenmuster bei 2.7°. Der Unterschied in den Reaktionsschwellen war aber kleiner als es die Interrezeptorwinkel in den beiden Orientierungen vermuten ließen. Das führte zu der Annahme, dass die Spinnen auch auf rein zeitliche Intensitätsschwankungen reagieren. Diese Hypothese konnte in einer Folgestudie mit Hilfe von Flimmer-Stimuli bestätigt werden. Die Flimmerfusionsfrequenz der Nebenaugen lag bei wenigen Perioden pro Sekunde. Unsere Verhaltensdaten passen gut zu anatomischen und elektrophysiologischen Arbeiten, welche ein relativ gutes räumliches aber ein relativ schlechtes zeitliches Auflösungsvermögen von Cupiennius salei nahelegen.
Cupiennius salei ist dafür bekannt, dass sie ohne jeglichen visuellen Input erfolgreich jagen kann. In einer dritten Studie ließ sich nun erstmals nachweisen, dass es auch mit rein visuellen Stimuli möglich ist, Angriffe der Spinnen auszulösen.
Eine vierte Studie untersucht Pigmentringe, die in den Augen von frisch gehäuteten Spinnen auftreten und sich anschließend langsam zurückbilden. Mit Hilfe von Micro-CT-Aufnahmen konnten wir zeigen, dass Pigmentringe jene Teile der Cornea abdecken, welche zunächst noch nicht von der wachsenden Linse ausgefüllt sind. Die Funktion der Pigmentringe könnte es sein, das Auge gegen störende, periphere Lichtstrahlen abzuschirmen, die nicht von der Linse auf die Retina gebündelt würden
Abstract
(Englisch)
The present thesis deals with the visual system of Cupiennius salei, a nocturnal hunting spider established as model organism in neuroethology. In two studies the temporal and spatial cut-off frequencies were investigated. For that purpose, the activity of the eye muscles that move the retinae of the principal eyes was monitored. An increase in that activity indicates visual perception in the secondary eyes. To determine the spatial cut-off frequency we confronted the spiders with sinusoidally modulated gratings. Vertical gratings elicited a significant increase down to a wavelength of 2 deg, horizontal gratings down to a wavelength of 2.7 deg. The difference in the limiting frequencies for the two orientations was less pronounced than the corresponding interreceptor angles would suggest. Thus we assumed that Cupiennius might also respond to temporal intensity modulations with an increase in eye muscle activity. We could confirm this hypothesis in a follow-up study using flicker stimuli. We subsequently measured the temporal cut-off frequency to be in the range of a few cycles per second. Our data were in line with anatomical and electrophysiological studies suggesting a relatively high spatial and a relatively low temporal resolution in these spiders.
Cupiennius salei was known to be able to hunt successfully relying exclusively on its excellent mechanosensory systems. In a third study we were now able to show that it is also possible to elicit attack behaviour with visual stimuli alone, in the absence of any mechanosensory input.
In a fourth study we describe the appearance and subsequent decrease of enlarged pigment rings in the eyes of freshly moulted spiders. Using micro CT scans we could confirm our hypothesis that the pigment rings are linked to the maturation of the lens. The pigment rings might maintain vision in postecdysal animals by shielding light rays that could otherwise enter beside the growing lens and degrade the image on the retina.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
spiders vision electrophysiology spatial resolution temporal resolution multi-sensory hunting molting pupil
Schlagwörter
(Deutsch)
Spinnen Augen Elektrophysiologie Räumliches Auflösungsvermögen Zeitliches Auflösungsvermögen Jagd Häutung Pupillen
Autor*innen
Lisa Maria Fenk
Haupttitel (Englisch)
On the performance of the visual system in the nocturnal hunting spider Cupiennius salei
Paralleltitel (Deutsch)
Zur Leistungsfähigkeit des visuellen Systems der Jagdspinne Cupiennius salei
Publikationsjahr
2011
Umfangsangabe
84 S. : Ill., graph. Darst.
Sprache
Englisch
Beurteiler*innen
Claudio Lazzari ,
Eric Warrant
AC Nummer
AC09411109
Utheses ID
15424
Studienkennzahl
UA | 091 | 439 | |