Förderprojekte

Förderbeginn 01.07.2017

Gehörsteine in Bewegung: Erweiterte Modellierung der komplexen Bewegung des Otolithen im Fischohr

Dr. Tanja Schulz-Mirbach
Ludwig-Maximilians-Universität München
Department of Biology II - Zoology

Prof. Petr Krysl
University of California, San Diego
Department of Structural Engeneering

Moderne Knochenfische (Teleostei) wie der Zebrabärbling stellen wichtige Modellorganismen dar, um Erkrankungen des Innenohrs beim Menschen wie Taubheit oder Schwindel zu untersuchen. Die genaue Bewegungsweise des Otolithen („Gehörstein“) relativ zu dem Sinnesepithel, dem er aufliegt, ist jedoch noch kaum verstanden. Bisherige Modellierungen der Otolithenbewegung und die wenigen verfügbaren experimentellen Studien erbrachten dazu widersprüchliche Ergebnisse. Ausgehend von einem neuen Modellierungsansatz, der auf eine Otolithenbewegung hindeutet, die von der Otolithenform abhängt, werden wir diesen bestehenden Ansatz erweitern. Wir werden zunächst ermitteln, welche Modellparameter angepasst werden müssen, um sie mit neuesten experimentellen Daten aus einer Untersuchung am European Synchrotron Radiation Facility (ESRF, Grenoble) abzugleichen. Im nächsten Schritt werden wir das Modell um die gasgefüllte Schwimmblase, die als akzessorische Hörstruktur (Wandler von Schalldruck in Partikelbewegung) dienen kann, sowie um die Relativbewegung zwischen Otolith und Sinnesepithel erweitern. Wir erwarten, dass unsere erweiterte Modellierung eine wichtige Basis darstellen wird für ein besseres Verständnis der Otolithenbewegung im Fischohr und zur Klärung der Frage beitragen kann, welche Rolle die artspezifische Otolithenform für das Hörvermögen der Fische spielt. Damit könnte unser Modell auch als Ausgangspunkt für präzisere Vorhersagen zu den Effekten der Ozeanversauerung infolge des Klimawandels auf das Hörvermögen und Verhalten der Fische dienen, da bereits gezeigt wurde, dass durch die Ozeanversauerung die Mineralisation der Otolithen beeinflusst wird.