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Elektrophysiologische Untersuchungen des Auges vonEupagurus bemhardus L.

Helgoländer wissenschaftliche Meeresuntersuchungen volume 7, pages 149–188 (1960)Cite this article

Zusammenfassung

1. Eine Methode zur elektrophysiologischen Untersuchung der aus dem Krebs-Auge isolierten Retina wird beschrieben.

2. FürEupagurus und andere marine Krebse wird eine physiologische Salzlösung angegeben.

3. Das Belichtungspotential der isolierten Retina vonEupagurus bernhardus — ein einfaches negatives Sehzellenpotential — wird in seiner Abhängigkeit von Dauer und Stärke des Reizlichts sowie vom Adaptationszustand beschrieben.

4. Mit der gleichen Methode wird aus Gründen des Vergleichs das Belichtungspotential des gesamten vom Tier abgetrennten Augenstiels untersucht.

5. Das Bestandpotential wird am Gesamtauge ca. 0,5 mV corneapositiv gemessen. Das Bestandpotential der isolierten Retina ist kleiner und hat in den Versuchen verschiedenes Vorzeichen.

6. Der Widerstand der Retina nimmt bei Belichtung ab.

7. Anodische Polarisation (Distalseite der Retina positiv gegenüber der proximalen) vergrößert und verlängert das Belichtungspotential. Hohe anodische Polarisation verkleinert es.

8. Geringe kathodische Polarisation verkleinert und verkürzt das Belichtungspotential. Bei hoher kathodischer Polarisation wird das Belichtungspotential invers gemessen.

9. Bei positiver sowie bei negativer Polarisation im Dunkeln werden in einigen Fällen mehr oder weniger regelmäßige Oszillationen beobachtet (Abb. 22), deren Amplituden in ähnlicher Weise wie die des Belichtungspotentials von der Polarisationsspannung abhängen.

10. Es wird dargestellt, welchen Einfluß die Orientierung der Retinulae und die Widerstandsänderungen der Retina bei Belichtung auf die Gestalt des von der Retina abgeleiteten Summen-Belichtungspotentials ausüben.

11. Es wird angenommen, daß das Belichtungspotential desEupagurus-Auges ein Membranpotential der Sehzellen ist.

12. Die Widerstandsabnahme der Retina wird als Widerstandsabnahme der Membranen der Sehzellen interpretiert.

13. Die Gestalt des Belichtungspotentials kann gedeutet werden als Folge der Kinetik des Membrangeschehens und der Kinetik der fotochemischen Reaktionen des Sehfarbstoffs.

14. Am Belichtungspotential lassen sich zwei Komponenten (K I und K II) unterscheiden, die vermutlich den Komponenten R und S desDytiscus-Retinogramms (Bernhard, 1942) entsprechen. K II hat bei Ableitung vom Gesamtauge umgekehrtes Vorzeichen wie an der isolierten Retina.

15. Die durch Polarisation bedingten Veränderungen des registrierten Belichtungspotentials sind weitgehend eine Folge der Widerstandsänderung der Retina bei Belichtung. Hohe anodische (wahrscheinlich auch kathodische) Polarisation beeinflußt aber außerdem die Eigenschaften der erregbaren Membran selbst.

16. Es wird angenommen, daß neben der Abnahme der Konzentration des Sehfarbstoffs eine elektrotonische Wirkung von K II die adaptativen Veränderungen des Belichtungspotentials verursacht.

Summary

1. A method for the electrophysiological investigation of the isolated retina from the eye of crustacea is described.

2. A physiological salt solution forEupagurus and other marine crustaceans is proved and given.

3. The retinal action potential (RAP)of Eupagurus bernhardus is a photoreceptor cell potential of simple shape (the distal side of the retina being negative with respect to the proximal side, Fig. 5). The changes of the RAP are examined with regard to its being dependent on duration and intensity of the light stimulus and on the state of adaptation. To describe the RAP quantitatively various magnitudes are measured (Fig. 8). The relative changes of these magnitudes with the changing stimulus conditions are plotted in the graphs.

4. For reasons of comparison the response to illumination of the whole eye stalk separated from the animal is investigated by the same method (Fig. 9).

5. The RAP ofEupagurus with its variations and changing stimulus conditions is very similar to the retinogram of the eye ofLimulus and that of insects of the „slow“(Dixippus-) type.

6. The resting potential of the whole eye stalk is ca. 0,5 mV corneapositive. The resting potential of the isolated retina is smaller and positive or negative.

7. The impedance of the retina decreases during illumination.

8. During anodal polarisation (the distal side of the retina being positive with respect to the proximal side) the amplitude and the duration of the recorded RAP increase. During high positive polarisation the recorded response is smaller than without polarisation (Fig. 23).

9. During weak cathodal polarisation the amplitude and the duration of the recorded RAP decrease. During high cathodal polarisation the RAP is measured inverse (Fig. 24).

In Fig. 25 the magnitudes of the RAP are plotted as a function of the polarizing current.

10. During positive or negative polarisation in the dark oszillations, more or less regular, are observed in some instances (Fig. 22). The amplitudes of the oszillations depend on the polarizing current in a similar way as the amplitude of the RAP.

11. Discussed is the influence of the orientation of the retinulas and the change of impedance of the retina during illumination on the shape of the recorded mass response of the retina to illumination.

12. It is assumed that the RAP of theEupagurus eye is a membrane potential of the photoreceptor cells.

13. The decrease in the impedance of the retina during illumination is interpreted as a decrease of the resistance of the membranes of the retinula cells.

14. The shape of the RAP may be interpreted as being a consequence of the kinetics of the membrane processes and of the kinetics of the reactions of the photosensitive substances.

15. Two components (K I and K II) can be distinguished in the RAP. They probably correspond to the components R and S of the retinogram ofDytiscus (Bernhard, 1942). As compared with the isolated retina the sign of K II will be inverse, when taken from the total eye stalk.

16. The changes of the recorded RAP caused by polarisation are chiefly a consequence of the changes in impedance in the retina during illumination. High anodal (probably also cathodal) polarisation, however, is also influencing the properties of the irritable membrane.

17. The oszillations during polarisation are probably caused by electrically induced changes of resistance in the retina.

18. It is suggested that besides the decrease of the concentration of the photosensitive substance the component K II is to be made responsible for the changes of the shape of the RAP in the course of adaptation.

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Authors and Affiliations

  1. Aus der Biologischen Anstalt Helgoland Hamburg-Groß Flottbek, Elbchaussee 199, Germany

    Hennig Stieve

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  1. Hennig Stieve
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Additional information

Herrn Professor Dr. A. Bückmann zum 60. Geburtstag gewidmet.

Der Deutschen Forschungsgemeinschaft danke ich für großzügige Unterstützung, die diese Untersuchungen ermöglichte, Herrn Peter Thomsen und meiner Frau für technische Hilfe.

(Mit 27 Abbildungen im Text)

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Stieve, H. Elektrophysiologische Untersuchungen des Auges vonEupagurus bemhardus L.. Helgolander Wiss. Meeresunters 7, 149–188 (1960). https://doi.org/10.1007/BF01609825

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Helgoland Marine Research

ISSN: 1438-3888

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