E43 Thermorezeptoren und thermische Gradienten

Thema

Dieser Insekten-Thermorezeptor ermöglicht es dem Insekt im Allgemeinen, einen spezifischen, relevanten Temperaturgradienten zu erfassen, sowohl für die Verhaltens-Thermoregulation als auch für die Wirtsfindung oder die Erkennung von Bränden.

Dieselbe Fourier-Wärmediffusion, die in einem anderen Modell dieser Reihe beschrieben wird, beschreibt, wie diese finale Änderung der Umgebungstemperatur in das spezifische innere Sinnesorgan des Insekts eindringt und somit dessen Reaktionsgeschwindigkeit bestimmt.

Derselbe transiente Potentialrezeptorkanal stellt bei diesem Insekt jedoch ein spezifisches Transmembranprotein dar, das sich als Reaktion auf dieselbe Temperatur öffnet. Diese Aktivierung durch eine feste Temperaturschwelle, die in einem anderen Modell dieser Reihe für einen thermosensitiven Ionenkanal beschrieben wird, weist eine Kinetik auf, die durch eine spezifische Boltzmann-Verteilung mit eigener Schwellentemperatur und spezifischer Übergangsbreite charakterisiert ist. Melanophila acuminata, derselbe Holzbockkäfer, erkennt Brände aus beträchtlicher Entfernung mithilfe seiner eigenen Infrarotsensoren, seiner Grubenorgane. Dies ist genau derselbe Infrarot-Detektionsmechanismus, den ein anderes Modell dieser Gruppe für eine Grubennatter und eine Infrarotdrohne beschreibt, die folglich dieselbe Wärmestrahlung gemäß dem Stefan-Boltzmann-Gesetz absorbieren. Da sich das Feuer noch näher am Käfer befindet, ist die vom Grubenorgan absorbierte Wärmestrahlung entsprechend intensiver.

Dieses Modell bestimmt daher mit seiner Detektion eines relevanten Temperaturgradienten die Empfindlichkeitsgrenze dieses Thermorezeptors, sowohl durch dasselbe Signal-Rausch-Verhältnis wie ein anderes Modell dieser Gruppe als auch durch denselben biochemischen Thermokoeffizienten für die Stoffwechselrate, der in einem weiteren Modell dieser Gruppe beschrieben wird. Das noch günstigere Signal-Rausch-Verhältnis dieses Thermorezeptors bedeutet, dass seine Empfindlichkeitsgrenze für die Detektion desselben Temperaturgradienten, mit dem dieses Modell initialisiert wurde, ebenfalls noch höher ist.

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