Orga Johnston

De la Wikipedia, enciclopedia liberă.
Salt la navigare Salt la căutare
Antena geniculată a unei furnici

Organul Johnston este o colecție de celule senzoriale găsite în pedicelul (al doilea segment) al antenelor insectelor . [1] Organul Johnston detectează mișcarea în flagel (al treilea și de obicei ultimul segment al antenei). Se compune din creștini dispuși în formă de castron, fiecare dintre aceștia conținând un neuron cordotonal mecanosenzorial. [2] [3] Numărul de creștini variază între specii. La homoptere , organele Johnston conțin 25 - 79 de creștini. [4] Prezența organului Johnston este o caracteristică definitorie care distinge clasa Insecta de celelalte hexapode aparținând grupului Entognatha . Organul Johnston poartă numele medicului Christopher Johnston, [5] tatăl medicului și asiriologului Christopher Johnston .

Utilizări ale organului Johnston

La muștele fructelor

În musca fructului Drosophila melanogaster , organul Johnston conține aproape 480 de neuroni senzoriali. [6] Populațiile distincte de neuroni sunt activate diferit de deviile antenei cauzate de gravitație sau de vibrațiile cauzate de mișcarea sunetului sau a aerului. Acest răspuns diferențial permite muștei să facă distincția între stimulii gravitaționali, mecanici și acustici. [1] [7]

Organul Johnston al muștelor fructelor poate fi utilizat pentru a detecta vibrațiile aerului cauzate de o frecvență de fluturare a aripilor sau de cântecul de curte al unui partener. O funcție a organului Johnston este de a detecta frecvența bătăilor inimii unui partener. [2] Producerea sunetului în aer are ca rezultat două componente energetice: componenta de presiune, care este o modificare a presiunii aerului care emană departe de sursa sunetului; și componenta de deplasare a particulelor, care este vibrația înainte și înapoi a particulelor de aer care se leagănă în direcția propagării sunetului. [8] Deplasarea particulelor are o pierdere de energie mai mare decât componenta de presiune, astfel încât componenta de deplasare, numită sunet în câmpul apropiat , este detectabilă doar pe o lungime de undă a sursei. [8]

Insectele, cum ar fi muștele fructelor și albinele, detectează sunetele de proximitate folosind fire de păr atașate slab sau antene care vibrează cu mișcarea particulelor de aer. [8] (Organele timpanice detectează componenta de presiune a sunetului). Sunetul de proximitate, datorită disipării rapide a energiei, este potrivit numai pentru comunicații foarte strânse. [8] Două exemple de comunicare sonoră de proximitate sunt dansul albinelor și cântecele de curte ale Drosophila. [8] La muștele fructelor, antenele și cel de-al treilea segment acționează ca un receptor de sunet. [8] Vibrațiile receptorului determină rotația celui de-al treilea segment, care canalizează intrarea sunetului către mecanoreceptorii organului Johnston. [8]

În sfinxuri

Organul Johnston joacă un rol în controlul stabilității zborului la sfingizi . Datele cinematice măsurate prin sfingide care plutesc în timpul plutirii indică faptul că antenele vibrează cu o frecvență corespunzătoare bătăilor aripilor (27 Hz). Cu toate acestea, în timpul zborului complex, schimbările unghiulare ale sfinxului zburător provoacă forțe Coriolis , care se așteaptă să se manifeste ca o vibrație a antenei de aproximativ dublul frecvenței bătăilor aripilor (~ 60 Hz). Când antenele au fost manipulate pentru a vibra la un anumit interval de frecvență și au fost măsurate semnalele rezultate de la neuronii asociați cu organele lui Johnston, răspunsul neuronilor piaristi la frecvență a fost strâns cuplat în intervalul de 50-70 Hz, care este intervalul așteptat de vibrații cauzate de efectele Coriolis . Prin urmare, organul Johnston este reglat pentru a detecta modificările unghiulare în timpul manevrelor în zbor complex. [9]

La albinele domestice

Albinele dansatoare ( Apis mellifera ) descriu localizarea surselor alimentare din apropiere prin emiterea de semnale acustice aeriene. Aceste semnale constau în mișcarea ritmică de mare viteză a particulelor de aer. Aceste sunete de proximitate sunt recepționate și interpretate folosind organul Johnston din pedicelul antenelor. [10] Albinele de miere simt, de asemenea, schimbări în câmpul electric prin organele lui Johnston din antene și, eventual, alți mecanoreceptori. Câmpurile electrice generate de mișcările aripilor provoacă deplasări ale antenelor pe baza legii lui Coulomb . Neuronii organelor lui Johnston răspund la mișcări în cadrul deplasărilor cauzate de câmpurile electrice. Când antenele au fost împiedicate să se miște la articulațiile care conțin organul lui Johnston, albinele nu mai răspundeau la câmpurile electrice relevante din punct de vedere biologic. Albinele răspund diferit diferitelor tipare de timp. Albinele miere par să folosească câmpul electric emanat de albina dansatoare pentru comunicarea la distanță. [11] [12]

Notă

  1. ^ a b A. Kamikouchi, HK Inagaki, T. Effertz, O. Hendrich, A. Fiala, MC Göpfert și K. Ito, The neuronal basis of Drosophila gravity-sensing and hearing , in Nature , vol. 458, nr. 7235, 2009, pp. 165-71, DOI : 10.1038 / nature07810 , PMID 19279630 .
  2. ^ a b MC Göpfert și D. Robert, Baza mecanică a audiției Drosophila , în J. Exp. Biol. , vol. 205, mai 2002, pp. 1199-208, PMID 11948197 .
  3. ^ JE Yack, Structura și funcția organelor cordotonale auditive la insecte , în Microsc. Rez. Tehn. , vol. 63, aprilie 2004, pp. 315-37, DOI : 10.1002 / jemt.20051 , PMID 15252876 .
  4. ^ Marco Valerio Rossi Stacconi și Roberto Romani, organul lui Johnston al celor trei specii homoptere: Un studiu ultrastructural comparativ , în Arthropod Structure and Development , vol. 42, 2013, pp. 219-228, DOI : 10.1016 / j.asd.2013.02.001 .
  5. ^ C. Johnston,Aparatul auditiv al țânțarului Culex ( PDF ), în Quarterly Journal of Microscopical Science , vol. 3, 1855, pp. 97-102.
  6. ^ A. Kamikouchi, T. Shimada și K. Ito, Clasificare cuprinzătoare a funcțiilor senzoriale auditive în creierul mustei fructelor Drosophila melanogaster , în Journal of Comparative Neurology , vol. 499, 2006, pp. 317-356, DOI : 10.1002 / cne.21075 .
  7. ^ S. Yorozu, A. Wong, BJ Fischer, H. Dankert, JJ Kerman, A. Kamikouchi, K. Ito și DJ Anderson, Reprezentări senzoriale distincte ale vântului și sunetului în câmpul apropiat în creierul Drosophila , în Nature , vol. 428, nr. 7235, 2009, pp. 201-5, DOI : 10.1038 / nature07843 .
  8. ^ a b c d e f g E. Tauber și DF Eberl, Comunicarea acustică în Drosophila , în Procese comportamentale , vol. 64, 2003, pp. 197-210, DOI : 10.1016 / s0376-6357 (03) 00135-9 .
  9. ^ Sanjay P. Sane, Alexandre Dieudonne, Mark A. Willis și Thomas L. Daniel, Antennal Mechanosensors Mediate Flight Control in Moths , în Știință , vol. 315, 2007, pp. 863-866, DOI : 10.1126 / știință . 1133598 , PMID 17290001 .
  10. ^ C. Dreller și WH Kirchner, Hearing in honeybees: localization of the audit organ organ , in Journal of Comparative Physiology A , vol. 173, nr. 3, 1993, pp. 275-279, DOI : 10.1007 / bf00212691 .
  11. ^ Uwe Greggers, G. Koch, V. Schmidt, A. Dürr, A. Floriou-Servou, D. Piepenbrock, MC Göpfert și R. Menzel,Recepția și învățarea câmpurilor electrice , în Proceedings of the Royal Society B , vol. 280, 22 mai 2013, p. 20130528, DOI : 10.1098 / rspb.2013.0528 , PMC 3619523 , PMID 23536603 .
  12. ^ Uwe Greggers, FSE în albine , pe honeybee.neurobiologie.fu-berlin.de .
Adus din „ https://it.wikipedia.org/w/index.php?title=Organo_di_Johnston&oldid=122479956 ”