Weberischer Apparat - Wikipedia

Weberischer Apparat und Luftblase eines Karpfen

Der Weberianische Apparat ist eine anatomische Struktur, die die Schwimmblase mit dem Hörsystem in Fischen der übergeordneten Ostariophysi verbindet. Wenn es bei erwachsenen Fischen voll entwickelt ist, werden die Elemente des Apparats manchmal zusammenfassend als Weberian-Ossikel bezeichnet. Das Vorhandensein der Struktur ist eines der wichtigsten und phylogenetisch signifikanten Unterscheidungsmerkmale des Ostariophysi. Die Struktur selbst besteht aus einer Reihe winziger Knochen, die von den ersten Wirbeln stammen, die sich in einem embryonalen Osteariophysan entwickeln. Diese Knochen wachsen, um das Hörsystem, insbesondere das Innenohr, physisch mit der Schwimmblase zu verbinden. ^[1][2] Die Struktur wirkt als Verstärker von Schallwellen, die ansonsten nur von der Innenohrstruktur allein wahrgenommen werden könnten.

Strukturelle Anatomie und Funktion [ edit ]

Die generalisierte Struktur des Weber'schen Apparates ähnelt einem Skelettkomplex von Knochen und Gehörknöchelchen, der anterior und an den Labyrinth-Hörkomplex gebunden ist der vorderste Bereich der Schwimmblase dorsal. Die gesamte Struktur wird von den Skelettelementen der ersten vier Wirbel abgeleitet. Die involvierten Elemente umfassen: die supraneuralen Knochen des Schädels; modifizierte neurale Fußknochen, insbesondere die gepaarten Claustra und die Scaphia; das Intercalarium und die lateralen Prozesse; der Tripus; das os suspensorium vom vierten Wirbel; die Parapophyse des Wirbels Nummer fünf einschließlich des Wirbels selbst sowie die dazugehörige Pleurarippe des Wirbels. Zusätzlich bildet eine Struktur aus verschmolzenen neuralen Stacheln den dorsalsten Teil des Weber'schen Apparats. Zusammen interagiert die Struktur nach vorne mit dem im Schädel versetzten Lagenar-Otolithen und über die Pleura-Rippe nach hinten mit der Schwimmblase. Posteroventral sind es der Tripus, das Os suspensorium und die dritte Rippe, die direkt mit der vorderen Kammer der Schwimmblase interagieren. ^[1]

Der Weber'sche Apparat sendet akustische Signale direkt aus der Gasblase durch die Weber'schen Gehörknöchelchen und aus dann direkt in die Labyrinthstrukturen des Innenohrs. Die Struktur wirkt im Wesentlichen als Verstärker von Schallwellen, die ansonsten nur von der Innenohrstruktur nur geringfügig wahrgenommen werden könnten. Mit der zusätzlichen Funktion der Schwimmblase als Resonanzkammer werden Signale auf ein merkliches Maß verstärkt. ^[2]

Embryologie [ edit ]

Embryonale Analyse von Weberschen Apparaten des Taxons Brycon hat die Entwicklung der Struktur selbst beleuchtet. Die Weberschen Apparate bilden die vollständig unterscheidbaren ersten fünf Wirbel des Individuums. Der Supraneural beginnt als Element des Schädels. Die Claustra und die Scaphia entwickeln sich aus erweiterten Elementen des Neuralbogens des ersten Wirbels (V1). Vom zweiten Wirbel (V2) werden das Intercalarum und der laterale Prozess des Wirbels reduziert und verklumpen sich. Die Pluralrippe (R1) des dritten Wirbels (V3) schrumpft und bewegt sich etwas nach ventral und bildet den Tripus aus einer Wirbelparapophyse, die mit der Pleurarippe verschmilzt. Der Os suspensoriumknochen des vierten Wirbels (V4) behält seine Form etwas bei und entwickelt sich aus der Pleurarippe des Wirbels (R2). Die übrigen Elemente des fünften Wirbels (V5), der Parapophyse und der Gelenkrippe (R3) einschließlich des Wirbels bilden die hintere Struktur des Weber'schen Apparates. Die Nervenstacheln der ersten vier Wirbel verschmelzen und komprimieren sich und bilden eine der Hauptstrukturen des Apparats. ^[1][2]

Eine Studie der Embryologie des Weber'schen Apparats wird seither an verschiedenen anderen Ostariophysanarten durchgeführt, deren Ergebnisse resultieren verschiedene Interpretationen der Entwicklung (und damit der Homologie) der Strukturen, die die Struktur bilden. Spezifische Studien wurden an den Weberschen Apparaten einiger ausgewählter Taxa durchgeführt, einschließlich Danio rerio ^[3] Rhaphiodon vulpinus ^[4] und Corydoras paleatus ^[5]

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Die früheste aufgezeichnete Inzidenz eines Weber'schen Apparats stammt vom fossilen Fisch Santanichthys diasii aus der frühen Kreidezeit im Nordosten Brasiliens. In dem vorgenannten Taxon ist der Webersche Apparat ziemlich entwickelt; Es gibt ein unterscheidbares Intercalarium und einen Tripus, die sich jeweils mit dem zweiten und dritten Wirbel artikulieren. Ein Scaphium ist in mindestens zwei Exemplaren zu sehen. Der Neuralbogen des dritten Wirbels hat sich bereits erweitert, fast ähnlich wie der moderne Osteariophysan. Das Claustrum, ein Element in modernen Apparaten, fehlt im Weber'schen Apparat von S merklich. Diasii . Nur die ersten vier Wirbel sind am Weber'schen Apparat von Santanichthys beteiligt; Im Gegensatz zu modernen Otophysanen gibt es keine Anzeichen für eine Beteiligung der Elemente des fünften Wirbels. ^[6] Ein wichtiges Merkmal bei der Ausbildung des Weber'schen Apparates, der eine Synapomorphie des Otocephala darstellt, ist die Anbringung der vorderen Pleurahöhle (Rippe) ) zur Schwimmblase. Ein weiteres entscheidendes Merkmal ist die vordere otophysische Divertikel der Schwimmblase und die Kontaktierung des Innenohrs, die in vorhandenen Clupeiformes zu sehen ist. Es gibt auch eine Beziehung zwischen dem interossikulären Band und der Schwimmblase, dass es aus dem Schwimmblasendivertikel stammt. Dies wurde durch einen Vergleich der Fasern des Bandes und der Tunica externa der Schwimmblase gezeigt, die die gleiche histologische Zusammensetzung aus Elastin und Icthyocoll (ein spezifisches Kollagen vom Typ I) aufweisen. ^[7]

Etymology [ ]]

Der Weber'sche Apparat wurde nach dem deutschen Anatom und Physiologen Ernst Heinrich Weber (1795 - 1878) benannt. Die Vorrichtung wurde zuerst von Weber ausführlich beschrieben. Nur vier Knochen wurden identifiziert, insbesondere das Claustrum, das Scaphium, das Intercalarium und der Tripus. Gemeinsam wurde angenommen, dass diese Elemente eine Rolle bei auditorischen Funktionen spielen. ^[8] Im Laufe der Jahre wurden andere Funktionen vorgeschlagen und verworfen. Die hydrostatische Regulierung war einer der ersten alternativen Vorschläge für die Funktion des Apparats. ^[9]

Siehe auch [ edit ]

Referenzen [ edit . 19659026] ^ ^{a b c} Rosen, Donn Eric; P. Humphry Greenwood (1970-08-26). "Ursprung des Weber'schen Apparats und die Beziehungen der Ostariophysan und Gonorynchiform Fische". American Museum Novitates . New York, New York, USA: Amerikanisches Naturhistorisches Museum. 2428 .

^ ^{a b c. Mario de Pinna (2004). G. Arratia & A. Tintori, Hrsg. Die Entwicklung des Weber'schen Apparats: Eine phylogenetische Perspektive (PDF) . Mesozoische Fische 3 - Systematik, Paläoumgebungen und Biodiversität. München, Deutschland: Verlag. S. 429–448. ISBN 3-89937-053-8.}

^ Grande, Terry; Bruce Young (2004). "Die Ontogenie und Homologie des Weber'schen Apparats im Zebrafisch Danio rerio (Ostariophysi: Cypriniformes)". Zoological Journal der Linnean Society . Die Linnaean Society. 140 (2): 241–254. doi: 10.1111 / j.1096-3642.2003.00097.x.

^ Nelson, Edward M. (2005-02-06). "Die Schwimmblase und der Webersche Apparat von Rhaphiodon vulpinus Agassiz, mit Anmerkungen zu einigen zusätzlichen morphologischen Merkmalen". Journal of Morphology . Wiley-Liss, Inc., eine Wiley Company. 84 (34): 495–523. doi: 10.1002 / jmor.1050840306. PMID 18151916.

^ Coburn, Miles M .; Paul G. Grubach (1998-05-01). "Ontogenese des Weber'schen Apparats im gepanzerten Wels Corydoras paleatus (Siluriformes: Callichthyidae)". Copeia . Amerikanische Gesellschaft für Ichthyologen und Herpetologen. 1998 (2): 301–311. doi: 10.2307 / 1447426. JSTOR 1447426.

^ Filleul, Arnaud; John G. Maisey (2004-10-28). "Redescription of Santanichthys diasii (Otophysi, Characiformes) aus dem Albian der Santana-Formation und Kommentare zu ihren Implikationen für Otophysan-Beziehungen". American Museum Novitates . New York, NY, USA: Amerikanisches Naturhistorisches Museum. 3455 .

^ Rui, Diogo. "Ursprung, Entwicklung und Homologien des Weberschen Apparats: Ein neuer Einblick" (PDF) . Int. J. Morphol . 2 : 333–354.

^ Weber, Ernst Heinrich (1820). De aure et auditu hominis et animalium. I - De aure animalium aquatilium (in lateinischer Sprache). Leipzig, Deutschland: Gerhard Fleischer

Krumholz, Louis A. (1943-03-31). "Eine vergleichende Studie der Weber'schen Ossikel bei nordamerikanischen Ostariophysin-Fischen". Copeia . Amerikanische Gesellschaft für Ichthyologen und Herpetologen. 1943 (1): 33–40. doi: 10.2307 / 1437878. JSTOR 1437878.

Bibliographie [ ]

• Weber, Ernst Heinrich (1820). De aure et auditu hominis et animalium. I - De aure animalium aquatilium (in lateinischer Sprache). Leipzig, Deutschland: Gerhard Fleischer
• Grande, Terry; Mario de Pinna (2004). G. Arratia & A. Tintori, Hrsg. Die Entwicklung des Weber'schen Apparats: Eine phylogenetische Perspektive (PDF) . Mesozoische Fische 3 - Systematik, Paläoumgebungen und Biodiversität. München, Deutschland: Verlag. S. 429–448. ISBN 3-89937-053-8.
• Manley, Geoffrey A .; Arthur N. Popper; Richard R. Fay (2004). "Kapitel 5: Evolution von Einzel- und Ossikelohren bei Fischen und Tetrapoden". Evolution des Wirbeltier-Hörsystems . Kapitel von Jennifer A. Clack und Edgar Allin. Springer p. 415. ISBN 978-0387210933.
• Bird, Nathan C .; L. Patricia Hernandez (2007-06-25). "Morphologische Variation im Weberschen Apparat der Cypriniformes". Journal of Morphology . Wiley-Liss, Inc., eine Wiley Company. 268 (9): 735–757. doi: 10.1002 / jmor.10550. PMID 17591731. Aus dem Original am 2013-01-05 archiviert.