Gleichgewichtssinn

Zum Gleichgewichtssinn gehören Lage- und Bewegungssinn. Die Gleichgewichtsorgane werden auch als statische Organe, Vestibularorgane, Lage- oder Schweresinnesorgane bezeichnet. Es handelt sich um bei den meisten Tieren und dem Menschen vorhandene Sinnesorgane, die der Wahrnehmung des Körpers im Raum dienen. Die Gleichgewichtsorgane befinden sich beim Menschen im Innenohr. Das Innenohr besteht aus einem oberen Bläschen (Utriculus) mit den drei Bogengängen, einem unteren Bläschen (Sacculus) und der Schnecke (Cochlea).

Die Gleichgewichtsorgane erfüllen zwei Funktionen. Sie melden dem Zentralnervensystem (ZNS):

• die Lage des Körpers, in dem das Organ liegt in Beziehung zur Schwerkraftrichtung und
• die Gleichgewichtsänderung (Beschleunigung, Verzögerung) linearer oder drehender Bewegungen in allen Ebenen des Raums.

Die Schwerkraft ist eine ideale Bezugsgröße zur Lagebestimmung im Raum, da Stärke und Richtung der Erdschwerkraft konstant sind. Die Erdschwerkraft dient auch als Orientierungshilfe bei der Fortbewegung und beim Errichten von Bauten (z. B. senkrechter Wabenbau im Bienenstock).

Lagesinn bei Wirbellosen

Die Gleichgewichtsorgane der wirbellosen Organismen bestehen häufig aus einem flüssigkeitsgefüllten Hohlraum. Dieser Hohlraum (Statocyste) enthält einen oder mehrere Schweresteine (Statolithen). Diese Statolithen können aus unterschiedlichen Substanzen bestehen. In der Statocystenwand befinden sich diese primären Rezeptoren. Die Sinneszellen zeigen haarförmige Membranausstülpungen (Cilien) oder cuticulare Sinneshaare, die in den Flüssigkeitsraum hineinragen. Die Statolithen sind entweder frei beweglich oder zum Teil mit Sinneshaaren verwachsen, üben aber in jedem Fall auf die Sinneshaare (auch Schwere-, Gravi- oder Statorezeptoren) in Schwerkraftrichtung einen Druck aus. Bei der Veränderung der Körperlage oder bei der Bewegung sind die Statolithen durch die Einwirkung der Schwerkraft bestrebt, den tiefsten Punkt der Statocyste zu erreichen. Dabei verändert sich der Druck auf die Härchen, die Härchen werden abgebogen. Das stellt den adäquaten Reiz dar, welcher dann im Nervensystem weitergeleitet wird.

Flusskrebse besitzen je eine Statocyste im Grundgelenk des ersten Fühlerpaars. Bei jedem Häutungsprozess werden die Statocysten neu gebildet. Sandkörner werden mit den Scheren nach jeder Häutung aufgenommen und in den Statocysten abgelegt. Diese Sandkörner dienen als Statolithen.
Insekten stellen eine Ausnahme unter den Wirbellosen dar. Sie besitzen keine Statocysten. Bei ihnen haben andere Organe (johnstonsches Organ, Gelenkrezeptoren, Halteren) oder der Körper selbst die Funktion der Gleichgewichtsorgane übernommen. Insbesondere bei den fliegenden Insekten wird diese Funktion durch Körperanhänge (Gehörorgane, mechanische Sinne) ausgeführt.

Lagesinn bei Wirbeltieren

Die Gleichgewichtsorgane der Wirbeltiere sind Teile des Labyrinths der Gehörorgane. Sie bestehen aus dem Bogengangsystem, dem Utriculus, Sacculus und, bei Fischen und Amphibien, aus der Lagena. Im hoch entwickelten Hörsystem der Säugetiere ist die Lagena zur Cochlea aufgerollt. Neben der Informationsweitergabe über die Richtung der einwirkenden Schwerkraft, reagieren die Gleichgewichtsorgane darüber hinaus auf Linear- und Winkelbeschleunigungen des Körpers und des Kopfs.

Der Lagesinn ist bei Amphibien und Reptilien nur gering ausgebildet. Das Kleinhirn übernimmt die Funktion der Bewegungskoordination und des Muskeltonus. Die Bogengänge im Innenohr fungieren als statisches Organ, während die Lagena zum akustischen Organ wird. Diese Wirbeltierklassen besitzen ein wenig entwickeltes Kleinhirn. Das Kleinhirn der Wirbeltierklassen Fische, Vögel und Säuger ist dagegen gut ausgebildet. Experimentelle Untersuchungen an Fischen zeigen, dass die Schwimmhaltung im Wasser mit dem Rücken nach oben und der Bauchseite nach unten durch das Zusammenspiel der Reize Licht und Schwerkraft bewirkt wird. Bei Entfernung des Lagesinnesorgans wendet sich der Fisch mit dem Rücken zum Licht, auch wenn die Lichteinstrahlung von unten erfolgt. Bei einigen Fischen ist das Hörsinnesorgan, welches das Gleichgewichtsorgan beherbergt, eng mit der Seitenlinie verbunden – ein Organ, welches Strömungsrichtung und -geschwindigkeit des Wassers wahrnehmen kann.
Besonders ausgeprägt ist der Gleichgewichtssinn bei kletternden Tieren.