Das Nervensystem der Spinne: Aufbau und Funktion

Spinnentiere, eine vielfältige Gruppe von Arthropoden, faszinieren Zoologen und Biologen gleichermaßen. Dieser Artikel taucht ein in die Welt der Spinnentiere und beleuchtet insbesondere das Nervensystem der Spinne, dessen Aufbau und Funktion.

Spinnentiere: Ein Überblick

Das Arthropodenstamm, eine der größten und vielfältigsten Tiergruppen auf unserem Planeten, beherbergt eine einzigartige Untergruppe, die Spinnentiere (Arachnida). Spinnentiere sind eine Klasse von Gliederfüßern, die mehr als 100.000 Arten umfasst, darunter Spinnen, Skorpione, Milben und Zecken. Die Klasse der Spinnentiere ist in mehrere Ordnungen unterteilt. Jede dieser Ordnungen umfasst bestimmte Arten von Spinnentieren. Spinnentiere sind an ihren acht Beinen leicht zu erkennen. Dies unterscheidet sie von anderen Gliederfüßern wie Insekten, die sechs Beine haben. Aber das ist nur ein Kennzeichen. Milben und Zecken, die zur Ordnung Acari gehören, sind vielleicht die vielfältigsten Spinnentiere.

Spinnentiere sind weit verbreitet und nehmen wichtige Rollen in Ökosystemen ein. Sie besiedeln eine Vielzahl von Lebensräumen, von Wüsten bis hin zu alpinen Umgebungen. Ihre Diäten sind ebenso vielfältig und reflektieren ihre Anpassungsfähigkeit an unterschiedliche Umgebungsbedingungen. Auf der Ernährungsseite sind Spinnentiere hauptsächlich räuberisch, obwohl einige arter auch Aasfresser oder Pflanzenfresser sind. Die Chile-Vogelspinne (Grammostola rosea) ist ein Beispiel für eine Spinnentierart, die sich von einer Vielzahl von Nahrungsmitteln ernährt. Sie jagt nicht nur Insekten, sondern kann auch kleine Säugetiere und Reptilien fangen.

Anatomie der Spinnentiere

Die Spinnentiere sind für ihre besondere Anatomie und vielfältige Biologie bekannt. Der Körper der Spinnentiere besteht aus zwei Hauptabschnitten - dem Prosoma (Vorderkörper) und dem Opisthosoma (Hinterkörper). Dazu gehören auch acht Laufbeine, zwei Cheliceren (Krummzangen) und häufig auch zwei Pedipalpen (Taster). Pedipalpen werden für eine Vielzahl von Funktionen genutzt, abhängig von der spezifischen Art. Die Spinnwarzen sind kleine Drüsen am Ende des Hinterleibs, aus denen Spinnenseide hergestellt wird. Die Gewöhnliche Radnetzspinne (Araneus diadematus) ist ein gutes Beispiel für die ausgeklügelte Nutzung der Spinnwarzen.

Das Nervensystem der Spinnentiere: Eine detaillierte Betrachtung

Das Nervensystem der Spinnentiere ist im Vergleich zu anderen Arthropoden recht komplex. Es besteht aus einem Gehirn, das mit zwei Nervensträngen verbunden ist, die sich entlang des Körpers hinunter erstrecken und ein Nervennetzwerk bilden. Interessant ist, dass die Masse des Nervengewebes bei Spinnentieren proportional zu ihrer Größe größer ist als bei den meisten anderen Gliederfüßern. Kleine Spinnen haben im Verhältnis zu ihrer Masse ein besonders großes Gehirn, das bis in die Beine reichen kann. Nicht nur der Kopf der Tiere wird von Zellen des Zentralen Nervensystems ausgefüllt, sondern auch bis zu 78 Prozent der Körperhöhle und bis zu einem Viertel ihrer Gliedmaßen.

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Aufbau des Nervensystems

Im Detail besteht das Nervensystem der Spinne aus folgenden Komponenten:

• Gehirn (Oberschlundganglion): Im Kopfbereich zeigt es oft eine Verschmelzung mehrerer Ganglien, das sogenannte Kopfganglion oder Oberschlundganglion. Es fungiert als zentrale Verarbeitungsstelle für sensorische Informationen und steuert komplexe Verhaltensweisen. Da Spinnen kein komplexes Gehirn besitzen, können sie wahrscheinlich keine anderen Lebewesen als Individuum erkennen. Sie reagieren lediglich auf Reize.
• Nervenstränge (Konnektive): Zwei Nervenstränge ziehen sich vom Gehirn durch den Körper und verbinden die einzelnen Ganglien miteinander. Die Ganglien der einzelnen Segmente sind über Konnektive verbunden, sodass das Bild einer Strickleiter entsteht.
• Ganglien: Entlang der Nervenstränge befinden sich Ganglien, Nervenknoten, die als lokale Verarbeitungszentren dienen. Sie koordinieren die einzelnen Segmente. Das Nervensystem, das der Wahrnehmung von Reizen dient, befindet sich im Bauchbereich des Vorderleibs. Die Nerven sind stark verknotet und verdichtet.
• Sinnesorgane: Spinnentiere haben eine bemerkenswerte Fähigkeit zur sensorischen Erkennung. Viele Arten können Vibrationen, Luftdruckschwankungen und Pheromone wahrnehmen. Spinnentiere sind bekannt für ihre außergewöhnlichen Sinnesorgane. Ein Beispiel für die beeindruckenden Anpassungen einiger Spinnentiere ist die Art und Weise, wie Wüstenskorpione Wasser sammeln. Die sechs oder acht Punktaugen sind mit dem Nervensystem verbunden. Die Funktion eines Gehirnes übernehmen zwei Nervenknotenpunkte, die Ganglien. Diese reichen weit in den Spinnenkörper hinein.

Funktion des Nervensystems

Das Nervensystem der Spinne steuert eine Vielzahl von Funktionen, darunter:

• Sensorische Wahrnehmung: Spinnentiere sind auf ihre Sinnesorgane angewiesen, um ihre Umgebung wahrzunehmen. Fadenhaare oder Trichobothrien messen bis an die Grenze des physikalisch Möglichen. Sie melden schon, wenn ein paar Luftpartikel die vorgeschriebene Geschwindigkeit überschreiten oder trudelnd ihre Position verlassen. Und da überall auf dem Chitinpanzer und den Beinen von Cupiennius mehrere 10000 dieser exakt getunten Sinneshaare aus winzigen Löchern sprießen, ist die Spinne genau im Bilde über den biologischen Luftverkehr. Jedenfalls so lange er sich innerhalb einer Viertelmeterzone um die Jägerin herum bewegt.
• Bewegung: Die Bewegung der Beine wird durch das Nervensystem gesteuert, das Signale an die Muskeln sendet. Die Spinne benötigt für die Bewegung der Beine eine ausgeprägte Muskulatur. Die Palpen müssen stark genug sein, um die Beute festhalten zu können.
• Verhaltenssteuerung: Das Nervensystem steuert komplexe Verhaltensweisen wie den Bau von Netzen, die Jagd und die Paarung.
• Reflexe: Das Nervensystem ermöglicht schnelle Reflexreaktionen auf Bedrohungen oder Beute. Viele Entscheidungen - etwa die, ob Mann oder Mahl - werden, laut Barth, bereits an der Peripherie getroffen, in diesem Fall von den Vibrationssensoren im Fußgelenk des Achtbeiners. Die intelligenten Außenposten der Wahrnehmung nehmen dem Zentralen Nervensystem viel Arbeit ab.

Besonderheiten des Nervensystems bei kleinen Spinnen

Bei sehr kleinen Spinnen kann das Gehirn einen beträchtlichen Teil der Körpermasse ausmachen. Studienleiter William Wcislo vermutet, dass die Spinnen damit verhindern, auf wichtige Körperfunktionen verzichten zu müssen. "Je kleiner das Tier, desto mehr muss es in sein Hirn investieren", so Wcislo. Zudem wiesen Jungtiere teils Beulen in ihrem Panzer auf, in denen zusätzliche Nervenzellen untergebracht waren. Das Hirn machte dann bis zu 15 Prozent der Körpermasse aus - beim Menschen liegt dieser Wert bei etwa zwei Prozent.

Vergleich mit anderen Nervensystemen

Das Nervensystem der Spinnentiere unterscheidet sich von dem anderer Tiergruppen. Im Vergleich zu Wirbeltieren, die ein zentralisiertes Nervensystem mit Gehirn und Rückenmark besitzen, haben Spinnentiere ein dezentraleres System mit verteilten Ganglien. Die Neuronen arbeiten zunehmend unabhängig voneinander (z.B. Regenwurm ) und es zeigt sich eine zunehmende Gehirnbildung (Cephalisation).

Überlebensstrategien und das Nervensystem

Spinnentiere sind erstaunliche Überlebenskünstler. Durch eine Kombination von körperlicher Anpassungsfähigkeit und außergewöhnlichen Überlebensstrategien können sie sich erfolgreich in verschiedensten Umgebungen etablieren und behaupten. Spinnentiere haben viele natürliche Feinde. Dazu gehören andere Arten von Spinnentieren, Vögeln, Reptilien, Amphibien und Säugetieren. Um sich vor diesen Feinden zu schützen und zu überleben, haben Spinnentiere einige bemerkenswerte Überlebensstrategien entwickelt:

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• Tarnung: Viele Spinnentiere nutzen Tarnung, um sich vor ihren Feinden zu verstecken.
• Werfen von Haaren: Manche Vogelspinnen können zur Verteidigung Brennhaare abwerfen.
• Totstellreflex: Einige Spinnentiere, wie bestimmte spinnen- und skorpionarten, nutzen die sogenannte Totstellreflex-Strategie. Die Tarantel (Theraphosidae) ist ein gutes Beispiel für die Anwendung dieser überlebensstrategie. Wärend eines Angriffs wirft sie “Brennhaare” auf ihren Angreifer und verteidigt sich so wirksam.

Diese Überlebensstrategien sind eng mit dem Nervensystem verbunden, das die sensorische Wahrnehmung, die Entscheidungsfindung und die motorische Ausführung steuert.

Fortpflanzung und das Nervensystem

Auch bei der Fortpflanzung spielt das Nervensystem eine wichtige Rolle. Ausgeklügelte Paarungsrituale: Viele Spinnentiere haben komplizierte Paarungsrituale entwickelt, um die Aufmerksamkeit potentieller Partner zu erregen und Konkurrenten abzuwehren. Geschlechtsdimorphismus: Bei vielen Spinnentierarten gibt es signifikante Unterschiede in Größe, Form und Farbe zwischen Männchen und Weibchen. Geschlechtsdimorphismus bezeichnet die Unterschiede in physischen Merkmalen zwischen männlichen und weiblichen Tieren derselben Art. Einige Spinnentiere wie die Roten Samtmilben (Trombidiidae) zeigen bemerkenswerte Anpassungen im Lebenszyklus und wechseln zwischen parasitischem und freilebendem Zustand. Die Schwarze Witwe (Latrodectus mactans) ist bekannt für ihr ungewöhnliches Fortpflanzungsverhalten. Nach der Paarung kann das Weibchen das Männchen fressen - ein Phänomen, das als sexueller Kannibalismus bekannt ist.

Männchen und Weibchen der Webspinnen wohnen jeweils in ihren eigenen Netzen. Im Herbst treffen sie sich dann zur Paarung. Das Weibchen einer Spinnenart erkennt einen Geschlechtspartner nur anhand eines artspezifischen Rituals. Dabei zupft das Männchen auf eine spezielle Weise am Netz des Weibchens. Wenn das Weibchen einen Partner erkannt hat und zu ihm gelaufen ist, erfolgt eine innere Befruchtung. Dabei überträgt das männliche Tier seine Samenzellen in die Samentasche des Weibchens. Alle Webspinnen legen Eier, die sie in einen Kokon aus Seide einhüllen. Der Kokon bietet eine konstante Temperatur und schützt die Spinnen-Eier vor Feinden und Feuchtigkeit.

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