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Die Physiologie der Spaltsinnesorgane

I. Modellversuche zur Rolle des cuticularen Spaltes beim Reiztransport

The physiology of slit sense organs

I. Model experiments on the role of the cuticular slit in stimulus conduction

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Journal of comparative physiology Aims and scope Submit manuscript

Summary

  1. 1.

    The stimulus conducting properties of the cuticular slit of slit sense organs (mechanoreceptors) in spiders were studied on the basis of models.

  2. 2.

    Slits with different degrees of similarity to the actual shape of the sense organ were cut into plexiglass discs (Fig. 5). On these static pressure stresses were applied from varying directions (Fig. 2). The resulting deformations of the slit were measured in terms of compression, dilatation, and shear (Fig. 3).

  3. 3.

    The deformation of the slits is greatest with the stress applied at right angle to their long axis. A copy of the troughlike shape found in the original sense organ considerably reduces the shear component on the outer side of the model slit. If furthermore the equivalent of the cuticular thickenings surrounding the original slit is added to the model, the deformation caused by stress appliedparallel to the slit's long axis is reduced. Thus the significance of deformations resulting from stress at right angle to the slit axis is enhanced (Figs. 6, 7).

  4. 4.

    On the inner side of the slit the deformations are practically eliminated provided the trough-like shape and thickened frame of the original slit are copied in the model (Fig. 8).

  5. 5.

    The deformation of single slits is greatest in their middle region and decreases towards their ends (Figs. 6, 7).

  6. 6.

    The deformability of slits increases with their length (Fig. 9).

  7. 7.

    Close to a slit sense organ the exocuticular lamellae run in a way very similar to the stress trajectories found around a notch in a bar, uniformly loaded in tension (Fig. 10).

Zusammenfassung

  1. 1.

    In Modellversuchen werden die reizleitenden Eigenschaften des cuticularen Spaltes der Spaltsinnesorgane (Mechanoreceptoren) von Spinnen untersucht.

  2. 2.

    Plexiglasmodelle zunehmend originalgetreuer Gestalt werden in Scheibenversuchen konstanter statischer Druckbelastung unterschiedlicher Richtung ausgesetzt (Abb. 5, 2). Die resultierende Verformung des äußeren und inneren Spaltrandes wird in Komponenten zerlegt und als Scherung, Kompression und Dilatation des Spaltrandes vermessen (Abb. 3).

  3. 3.

    Die Verformung des Spaltes ist bei Belastung senkrecht zu seiner Längsachse am größten. Die Wannengestalt des Originals reduziert im Modell insbesondere die beim einfachen Durchgangsspalt großen Scherungswerte am Außenrand. Die zusätzliche originalgetreue Verstärkung der Spaltränder erhöht die relative Bedeutung der Verformung bei Belastung senkrecht zur Spaltlängsachse, indem sie die von achsenparalleler Belastung verursachte Verformung vermindert (Abb. 6, 7).

  4. 4.

    Am Innenrand des Spaltes sind nach Einführung der Wannengestalt sowie der Randverstärkungen alle Verformungen praktisch eliminiert (Abb. 8).

  5. 5.

    Alle Verformungskomponenten sind beim Einzelspalt im Mittelbereich der Außenseite am größten und nehmen zu den Spaltenden hin ab (Abb. 6, 7).

  6. 6.

    Die Verformbarkeit der Spalten nimmt mit deren Länge zu (Abb. 9).

  7. 7.

    Die exocuticularen Lamellen verlaufen in der Nähe eines Spaltsinnesorgans in Richtung der Linien der größten Hauptspannung an Kerben (Abb. 10).

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Herrn Prof. Dr. Dr. h.c. H. Autrum, dem ich die Einführung in die Sinnesphysiologie verdanke, zum 65. Geburtstag.

Herrn Dipl. Ing. H. Marwitz vom Institut für Mechanik und Spannungsoptik der Technischen Universität München danke ich für zahlreiche Diskussionen, den Herren H.-P. Pickelmann und W. Vogl für wertvolle Mitarbeit und der Deutschen Forschungsgemeinschaft für finanzielle Unterstützung.

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Barth, F.G. Die Physiologie der Spaltsinnesorgane. J. Comp. Physiol. 78, 315–336 (1972). https://doi.org/10.1007/BF00697661

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