Spinnen, oft missverstanden und gefürchtet, sind faszinierende Kreaturen mit komplexen biologischen Systemen. Eine zentrale Frage, die sich in Bezug auf Spinnen stellt, ist, ob sie ein Zentralnervensystem (ZNS) besitzen. Dieser Artikel untersucht detailliert die Neuroanatomie von Spinnen, ihre kognitiven Fähigkeiten und die Frage, ob sie Emotionen wie Angst empfinden können.
Die Neuroanatomie der Spinne
Das zentrale Nervensystem von Spinnen lässt sich in zwei Hauptansammlungen von Nervenzellen unterteilen, die als Ganglien bezeichnet werden. Das Supraösophagealganglion, auch bekannt als Oberschlundganglion, liegt oberhalb der Speiseröhre und entspricht dem Gehirn der Spinne. Es enthält etwa 60.000 Nervenzellen. Aus dem Gehirn entspringen vier Paare von optischen Nerven, die Informationen von den acht Augen der Spinne transportieren, sowie ein Paar Nerven, die die Cheliceren (Kieferklauen) versorgen.
Das Unterschlundganglion versorgt den Körper der Spinne. Vier Nervenpaare versorgen die Beine, während andere Nerven die Organe und den restlichen Hinterleib (Opisthosoma) versorgen. Ein weiteres Nervenpaar versorgt den Pedipalpus, ein zusätzliches Extremitätenpaar in der Nähe des Kopfes.
Unterschiede in der Gehirngröße
Interessanterweise haben Studien gezeigt, dass die Größe des Gehirns im Verhältnis zur Körpermasse bei verschiedenen Spinnenarten variiert. Kleine Spinnen haben im Verhältnis zu ihrer Masse ein besonders großes Gehirn, das bis in die Beine reichen kann. Bei sehr kleinen Spinnen kann das zentrale Nervensystem bis zu 80 Prozent des Vorderkörpers und 25 Prozent der oberen Beinglieder ausfüllen. Dieses Phänomen ist darauf zurückzuführen, dass Nervenzellen aufgrund ihres großen Zellkerns nicht beliebig verkleinert werden können und Nervenfasern nicht zu dünn werden dürfen, da sie sonst die Signale nicht mehr störungsfrei leiten können.
Die Aufteilung des Spinnenhirns
Das Spinnenhirn kann in drei Bereiche unterteilt werden:
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- Tritocerebrum: Enthält hauptsächlich die Nerven der Kopfbeine.
- Deutocerebrum: Enthält hauptsächlich die Nerven der Kieferklauen.
- Protocerebrum: Hier werden die sensorischen Inputs aus den Augen und Beinen integriert und die motorischen Antworten koordiniert.
Im Gegensatz zum menschlichen Gehirn, das einen großen Teil seiner Kapazität für höhere kognitive Funktionen reserviert, ist nur ein kleiner Teil des Spinnengehirns mit solchen Funktionen betraut. Der Großteil des Spinnengehirns leitet sensorische Informationen weiter oder verteilt motorische Befehle. Hirnregionen, die für Emotionen wichtig sind, wie die Amygdala oder der Hippocampus, fehlen bei Spinnen.
Kognitive Fähigkeiten von Spinnen
Obwohl das Spinnengehirn im Vergleich zum menschlichen Gehirn einfach strukturiert ist, zeigen Studien, dass Spinnen zu komplexeren mentalen Prozessen fähig sind, als man einst annahm.
Forschung zur Spinnenkognition
Forscher haben Labyrinthe konstruiert, in denen tote Beutetiere versteckt werden, um die Spinnen mental herauszufordern. Sie haben Spinnen vor die Wahl von Beutetieren gestellt und verschiedene Partner zur Paarung angeboten. Es wurden auch die Lernfähigkeiten von Spinnen untersucht, indem myrmekophageale Spinnen (Ameisenfresser) auf einer Fruchtfliegendiät aufgezogen wurden. Diese Experimente zeigen, dass Spinnen lernen und sich anpassen können.
Die Springspinne Portia
Besonders gut erforscht ist die Springspinnenart Portia fimbriata, die sehr gut sehen kann und komplexes Jagdverhalten aufweist. Die Portia ernährt sich von anderen Spinnen und wendet beeindruckende Strategien an, um ihre Beute zu fangen. Sie schleicht sich über Umwege an, seilt sich auf die Netze anderer Spinnen ab und imitiert die Vibrationen gefangener Beutetiere, um ihre Opfer anzulocken.
In Laborexperimenten konnte die Portia Aussichtspunkte nutzen, um sich zu orientieren und den richtigen Weg zu einer Belohnung zu finden. Dies deutet darauf hin, dass Spinnen in der Lage sind, innere Repräsentationen ihrer Umwelt zu erzeugen und über einige Zeit aufrechtzuerhalten. Sie können lernen, haben Zugriff auf eine Form von Aufmerksamkeit und Fokus und können unwichtige Dinge ausblenden.
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Anthropomorphisierung vermeiden
Es ist wichtig zu beachten, dass Spinnen die Welt anders wahrnehmen als Menschen. Sie haben andere Sinnesorgane und nehmen ihre Umgebung auf einzigartige Weise wahr. Daher ist es wichtig, die Anthropomorphisierung (Vermenschlichung) von Tieren zu vermeiden, wenn man ihre kognitiven Fähigkeiten untersucht. Die Art und Weise, wie eine Spinne einen Weg zu ihrer Beute in ihrem Gehirn behält, ist wahrscheinlich grundsätzlich verschieden von der Art, wie Menschen planen.
Empfinden Spinnen Emotionen wie Angst?
Obwohl Studien gezeigt haben, dass Spinnen zu komplexeren mentalen Prozessen fähig sind, ist die Frage, ob sie Emotionen wie Angst empfinden können, schwer zu beantworten.
Vergleich mit Fruchtfliegen
Ein Vergleich mit Fruchtfliegen kann hier aufschlussreich sein. Es ist bekannt, dass Fruchtfliegen angstkonditioniert werden können, indem man ihnen die Vermeidung bestimmter Gerüche antrainiert, die mit Elektroschocks verbunden sind. Allerdings impliziert Vermeidungsverhalten nicht zwangsläufig einen emotionalen Zustand. Es könnte durch eine direkte neuronale Verschaltung zwischen den Sinnessystemen und dem für die Flucht notwendigen Bewegungsapparat kontrolliert sein.
Neuronen im Protocerebrum
Eine Forschergruppe fand eine kleine Population von Neuronen im Protocerebrum der Fruchtfliegen, die auf Elektroschocks reagieren. Diese Neuronen werden nicht für die direkte Fluchtreaktion benötigt, sondern für die Produktion chemischer Signale, die andere Fliegen vor den Schocks warnen und somit soziales Lernen ermöglichen. Da Spinnen ebenfalls ein Protocerebrum haben und chemische Kommunikation zwischen Spinnen üblich ist, ist es möglich, dass sie eine ähnliche Form von Angst empfinden können.
Neurotransmitter
Interessanterweise nutzen Wirbellose oft dieselben Neurotransmitter wie Menschen, um "emotionale" Signale zu vermitteln. Dopamin, Serotonin und GABA finden sich sowohl bei Arthropoden als auch bei Menschen. Dies bedeutet, dass psychoaktive Substanzen, die beim Menschen wirken, auch Effekte auf Insekten und Spinnen haben können.
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Angst vor Spinnen beim Menschen
Es ist wichtig zu beachten, dass die Angst vor Spinnen beim Menschen sehr verbreitet ist. Bis zu sechs Prozent der Bevölkerung leiden unter einer Spinnenphobie. Die Angst geht oft davon aus, dass Spinnen giftig und gefährlich sind, obwohl nur ein geringer Prozentsatz der Spinnen für den Menschen gefährlich ist.
Das zentrale Nervensystem und seine Plastizität
Das zentrale Nervensystem von Tieren integriert und koordiniert Informationen und löst Verhaltensentscheidungen aus. Verhaltensreaktionen können plastisch sein, und die Anatomie der Gehirnregionen kann auf Umwelteinflüsse reagieren.
Forschungsprojekte
Aktuelle Forschungsprojekte untersuchen die Anatomie von Spinnengehirnen, sowie die Plastizität und funktionellen Rollen verschiedener Gehirnareale. Diese Projekte vergleichen Spinnenarten mit unterschiedlichen Lebensweisen und untersuchen die Gehirne von höhlenbewohnenden Spinnenarten. Vorläufige Ergebnisse deuten darauf hin, dass ökologische Diversität zu strukturellen Unterschieden in Spinnengehirnen geführt hat.