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Von der Reizaufnahme bis zur Reaktion

Mit den Reiz aufnehmenden, erregungsleitenden, erregungsübertragenden und reagierenden Zellen und Zellstrukturen haben Tiere und Menschen die Möglichkeit, Reize der Umwelt wahrzunehmen, d. h., Informationen aufzunehmen, sie zu verarbeiten und zu speichern und in Abhängigkeit von Erfahrungen und Randbedingungen sinnvoll zu reagieren.

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In den afferenten und efferenten Nervenbahnen sind die Neurone sehr unterschiedlich verbunden, sodass sich die Erregung

 
  • entweder ausbreiten kann (divergentes Schaltprinzip),
 
  • zusammengeführt wird (konvergentes Schaltprinzip),
 
  • parallel verläuft (Parallelschaltprinzip) oder
 
  • im Kreis verläuft (Kreisschaltung).


Durch die synaptische Verarbeitung der Erregung und kollaterale (seitliche) Verbindungen der Neurite wird auf die Reiz-Reaktions-Beziehung fördernder oder hemmender Einfluss ausgeübt. So sind Beute jagende Tiere in der Lage, schnell zu reagieren und sich gleichzeitig gegen Feinde zu sichern.

Eine sich bewegende Maus löst bei der Katze die Verarbeitung optischer und akustischer Informationen, Vergleich mit Erfahrungen zum Beutefang und schließlich Sprung und Biss aus. Ein sich gleichzeitig annähernder Hund führt zu anderen Informationsverarbeitungsprozessen und Entscheidungen zwischen Beutefang und Abwehr. Welches Verhalten überwiegt, hängt von der Reizstärke, der Erfahrung und der Motivation ab.

  • Schematische Darstellung der Reiz-Reaktions-Beziehung
Lernhelfer (Duden Learnattack GmbH): "Von der Reizaufnahme bis zur Reaktion." In: Lernhelfer (Duden Learnattack GmbH). URL: http://www.lernhelfer.de/schuelerlexikon/biologie-abitur/artikel/von-der-reizaufnahme-bis-zur-reaktion (Abgerufen: 20. May 2025, 19:07 UTC)

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Verwandte Artikel

Erregbarkeit und Reaktion bei Algen und Pflanzen

Bei Algen- und Pflanzenzellen sind Membranpotenziale an Zell- und Organellengrenzen zu messen.
Riesenzellen, wie sie bei Algen (z. B. Nitella, Chara, Acetabularia) vorkommen und auffällig reagierende Pflanzen (Mimose) werden bevorzugt für elektrophysiologische Untersuchungen verwendet.

Erregbarkeit tierischer Zellen

Bei Tieren haben sich für Erregung und Erregungsleitung spezielle Zell- und Gewebetypen entwickelt:
Sinneszellen (Rezeptorzellen) sind spezialisierte Nervenzellen bzw. Nervenzellanteile für die Reizaufnahme.
Primäre Sinneszellen sind Reiz aufnehmende Zellen, deren Zellkörper unmittelbar in den erregungsleitenden Neuriten übergeht. Sie kommen vor allem in den Sinnesorganen wirbelloser Tiere vor.
Sekundäre Sinneszellen sind modifizierte Epithelzellen, die von Endigungen sensibler Neurite umschlossen werden. Dieser Sinneszelltyp wurde bisher nur bei Wirbeltieren nachgewiesen.
Freie Nervenendigungen werden durch feinste Verzweigungen der sensiblen Neurite gebildet. Sie sind vor allem bei Wirbeltieren als Rezeptoren des Tast- und Temperatursinnes verbreitet.

Erregung und Erregungsleitung

Alle lebenden Zellen bilden an der Zellmembran chemische und elektrische Gradienten aus.
Die chemischen und elektrischen Gradienten sind die Grundlage für die Ruhe-, Aktions-, Rezeptor- und Synapsenpotenziale.
Die Änderungen der Potenziale sind Voraussetzung für Erregung und Erregungsleitung.
Die Membranstruktur sowie passive und aktive Transportvorgänge bedingen die verschiedenen Biopotenziale.
Im Tierreich haben sich spezialisierte Zellen (Sinnes-, Nerven- und Muskelzellen) für Reizaufnahme und Erregungsauslösung, die Erregungsleitung und Reaktion entwickelt.
Synapsen sind entscheidende Schaltstellen zwischen den Nervenzellen und zwischen Nerven- und Muskelzellen. Sie koordinieren die Vielzahl der eintreffenden Erregungen durch Bahnung (Förderung) oder/und Hemmung.

Louis-Antoine Ranvier

* 02.10.1835 in Lyons, Frankreich
† 22.03.1922 in Vendranges, Frankreich

LOUIS-ANTOINE RANVIER war französischer Arzt und Pathologe, der im 19. Jahrhundert gearbeitet hat. Sein Hauptforschungsgebiet war das Nervensystem und die Erregungsleitung. Obwohl er einige Merkmale des Nervensystems beschrieb, ist er durch die Entdeckung des Myelins und der nach ihm benannten Ranvier'schen Schnürringe berühmt geworden.

Transmittersubstanzen sichern die Funktion chemischer Synapsen

Tiere und Menschen können auf Umweltreize sehr schnell und zielgerichtet reagieren.
Das gelingt nur, wenn die durch Außenreize entstandene Erregung von einer Nervenzelle zur anderen bzw. von Nervenzellen zum reagierenden Organ (z. B. Muskel) übertragen werden.
Entscheidende Schaltstellen für die Erregungsübertragung sind die Synapsen. In den chemischen Synapsen gelingt die Erregungsübertragung durch Transmittersubstanzen, die von der präsynaptischen Membran zur postsynaptischen Membran gelangen und dort elektrische Synapsenpotenziale auslösen. Sie werden deshalb auch als Neurotransmitter bezeichnet.

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