Chair of Forest Zoology and EntomologyElektroantennografie (EAG)
translate:Mit der Technik der Elektroantennografie kann festgestellt werden, ob ein angebotenes Duftbukett oder einzelne Duftstoffe von den z.B. auf den Fühlern ("Antennen") lokalisierten Riechorganen eines Insekts wahrgenommen werden; die Wahrnehmung ist die Voraussetzung dafür, dass der Stoff verhaltensmodifizierend wirken kann.
Das Elektroantennogramm (EAG) registriert mit zwei Elektroden, die an der Basis und der Spitze einer isolierten Antenne positioniert sind, die Summe aller Potentialänderungen. Sie zeigt, ob die Reizung mit Duftstoffen dazu führt, dass Sinneszellen (Rezeptoren) erregt werden und wie stark die Erregung gegebenenfalls ist. Es bleibt zwar Verhaltensstudien vorbehalten, festzustellen, ob die Testsubstanz verhaltensmodifizierend wirkt, mit dem EAG können jedoch unwirksame Komponenten vorab ausgeschlossen werden.
Elektroantennografischer Detektor (EAD)
Beim GC-EAD ("gaschromatographic-electroantennografic detector") kombiniert man die Gaschromatografie mit der Messung antennaler Reaktionen:
Parallel zum gaschromatografischen Detektor (FID) liegt das elektrophysiologische Präparat (die Antenne) als biologischer Detektor. Das Eluat der Trennsäule (die getrennten einzelnen Substanzen) wird aufgeteilt und erreicht simultan sowohl den FID als auch die Antenne. Damit besteht die Möglichkeit, die gaschromatografischen Messergebnisse unmittelbar sinnesphysiologisch zu testen, d.h. festzustellen, welche der gaschromatografisch getrennten Einzelsubstanzen eines Gemisches von dem Insekt wahrgenommen werden und damit potentiell verhaltensmodifizierend wirken können.
Die noch recht junge Methode des EAD erlaubt somit die zielgerichtete Identifikation von Kandidatsubstanzen, woraus eine große Ersparnis an Zeit und Synthesearbeit folgt, weil nicht mehr alle Bestandteile eines Extraktes synthetisiert und auf ihre Verhaltenswirksamkeit getestet werden müssen, sondern lediglich diejenigen, die im EAD eine elektrophysiologische Reaktion auslösen. Hierin liegt aber auch die wesentliche Beschränkung dieser Methode, denn vielfach wirken nur die Gemische als Ganzes als Signal und nicht die einzelnen Bestandteile. Die mit dieser Methode gewonnenen Ergebnisse geben also keineswegs eine Erfolgsgarantie für die nachfolgenden Verhaltenstests, die immer auch mit dem kompletten Gemisch durchzuführen sind, jedoch einen entscheidenden und sehr wertvollen Hinweis darauf, welche Substanzen in Frage kommen.
Die Ergebnisse von GC/EAG-Messungen zeigen dann beispielsweise unterschiedliche und gemeinsame attraktive Komponenten bei nahe verwandten Arten. Erste Hinweise auf Spezifitätsunterschiede oder -gemeinsamkeiten sind so bereits mit relativ geringem Aufwand zu erzielen.
Einzelzellableitungen
Mit dem Elektroantennogramm, d.h. mit der Ableitung von Summenpotentialen aller Rezeptoren eines Fühlers, kann zwar festgestellt werden, ob ein Tier mit seinen Antennen eine bestimmte Testsubstanz riechen kann, allerdings sind Aussagen über das Unterscheidungsvermögen und über die Empfindlichkeit nur bedingt möglich. Hierzu werden Einzelzellableitungen durchgeführt: mittels Elektroden, die bei einer durchschnittlichen Größe der Sensillen von nur einigen tausendstel Millimetern entsprechend fein sein müssen, werden die von einer Rezeptorzelle erzeugten elektrischen Signale, die an das Gehirn weitergeleitet werden, registriert. Diese Signale ("Spikes"), aber vor allem deren zeitliche Abfolge, geben Aufschluss über die Sensitivität und Spezifität gegenüber dem untersuchten Reiz.
Mit dieser Methode kann festgestellt werden, welche Sinneshaare für die Wahrnehmung eines bestimmten Reizes verantwortlich sind, welche Empfindlichkeit sie besitzen und welche Stoffe sie nicht unterscheiden können.