Es gibt mehr als 4.000 Schabenarten, aber nur etwa 30 sind bekannte Schädlinge. Vielleicht die bekannteste ist die falsch benannte Amerikanische Schabe Periplaneta americana, die in Afrika entstanden und wird heute fast überall auf dem Planeten gefunden. Neben seiner schnellen Laufgeschwindigkeit ein und Ausweichverhalten, in den Tropen P. americana ist in der Lage Flug 2,3.
Die vorherrschenden Merkmale der Schabe Zentralnervensystem (ZNS) sind die segmentierten Natur und Dezentralisierung von Steuerungsprozessen 4,5. Das Gehirn-, Brust-und Bauchganglien werden von gepaart interganglionic Verknüpfungen miteinander verbunden, um die Bauchmark (VNC) zu bilden.
Die Ganglien bei jedem Segment integrieren Mitte. Sie bestehen aus einem äußeren, kortikalen Bereich enthaltenden Zellen für die Blut-Hirn-Schranke Lässigkeit unmittelbar unterhalb verantwortlich, und die Zellkörper der Neuronen ursprüng zusammenUrsprung in diesem Ganglion. Diese Somata kann Inter, modulatorischen Neuronen oder Motoneuronen gehören. Sie liefern Axone, die in der Ganglienherkunfts (lokale Interneuron) bleiben oder Axone, die zwischen den Ganglien des ZNS (interganglionic Inter) oder dass an peripheren Muskelzellen (Motoneurone) beenden zu projizieren. Die meisten Zellkörper ventral oder ventrolateral in der Ganglien Kortex 5 positioniert. Die gepaarten, interganglionic Verknüpfungen enthalten nur Axonen und keine neuronalen Zellkörpern.
Das Neuropil eines Ganglien enthält Gliazellen (Neuroglia), Axon Wege, Bündel von Axonen und Dendriten (Neuriten) von Neuronen. Neuropil frei von neuronalen Zellkörpern. Dies ist der Bereich innerhalb des Ganglion wo direkte synaptische Kommunikation zwischen Nervenzellen und Integration von Eingängen auf.
Die Fähigkeit der amerikanischen Schabe P. americana zu erkennen und zu reagieren, plötzlich zu einem Raubtier nähert (Fuß-, Han-d, etc.) hat zu einer Reflexschaltung, der Cerci und Riesenfasersystem besteht aus 6,7 zugeschrieben worden. Die Cerci sind ein Paar von hornartigen Windempfindlichen Strukturen am Ende der Bauchhöhle (Abbildung 1). P. americana die ventrale Oberfläche jedes cercus enthält etwa 200 fadenförmige (Thread) Haare, die in 14 Spalten organisiert sind. Neun dieser Spalten konsistent in verschiedenen Tieren nach den Antworteigenschaften des zugehörigen Empfängerzelle und Axon identifiziert werden. Jedes Haar ist in einer Fassung, die sie am leichtesten in einer Ebene, die Spalte spezifisch verbiegen können. Bewegung der Haare in einer Richtung entlang ihrer Ebene induziert eine Depolarisation der Rezeptorzelle und eine Burst-Aktionspotentiale (APs) in sensorischen Neuronen. Bewegung in die entgegengesetzte Richtung hemmt keine laufenden spontanen APs 8. Die bevorzugte Ablenkungsebene und Direktionalität der Reaktion unterscheidet sich in jeder Spalte. Somit ist die filiform Haar-Rezeptor-Komplexe sind nicht nur für das Erfassen der Bewegung der Luft, sondern auch für "Codieren", in Form von APs, die Richtung, aus der der Luftstrom stammt. Die Verarbeitung dieser Informationen durch das ZNS führt zu einer "angemessen" Fluchtreaktion 6,7. Diese funktionelle, säulen Spezifität der Sinneshärchen wird von Tier zu Tier erhalten.
Die Rezeptorzelle jedes fadenförmigen Haar ist zur Umwandlung der mechanischen Auslenkung der Haare in ein neuronales Ereignis (was zu einem Burst oder Hemmung von APs in Axon 9 der Rezeptorzelle verantwortlich. Die APs zu reisen, um das Terminal Abdominalganglion (A6) über cercal Nerven XI, wo sie mit riesigen Axone des Bauchmark (VNC) Synapsen. Die riesigen Axone sind vermutlich für die Übertragung und nachfolgende Anregung von Motoneuronen, die in einem Fluchtverhalten 6,10,11 Ergebnisse verantwortlich zu sein.
Die Verhaltens Latenz of die Fluchtreaktion von P. americana ist eine der kürzesten aller Tier 7. Verhaltens-Latenzzeit ist die Zeit zwischen der Ankunft eines Reizes zu einem Mechanorezeptor und die Einleitung einer Fluchtreaktion. In Versuchen mit hoher Geschwindigkeit, um die Filmfluchtversuch von einem angreifenden Kröte aufzunehmen, wurde die Kakerlake beobachtet, um seine Abkehr von der Kröte in der etwa 40 ms (Zeit von Beginn der Zunge Erweiterung beginnen, Bewegung 7,12 Kakerlake. Mit gesteuert Wind Windbeutel könnte die Verhaltens Latenz bis 11 ms reduziert werden. Weitere Experimente zeigten, dass eine Mindestwindgeschwindigkeit von Blätterteig 12 mm / ms (bei einer Beschleunigung von 600 mm / ms 2) einen Fluchtantwort hervorzurufen, während noch niedrigere Geschwindigkeiten (3 mm / sec) verursacht langsam zu Fuß bewegen Schaben 12 zu stoppen.
Die starke Korrelation, die in der Regel besteht zwischen Riesenfasersysteme und Fluchtverhalten ist gut dokumentiert 13,14. In instances wo eine bestimmte Zelle notwendig und ausreichend ist, um ein bestimmtes Verhalten hervorzurufen ist, wird die Zelle als Befehls Neuron 15,16 bezeichnet. Rieseninter (GIS) in der Wind Flucht Schaltung von P. americana sind nicht notwendig für den Reflex. Tiere, die experimentell abgetragen GIs haben zeigen immer noch die Fluchtverhalten daher sind diese GIs werden nicht als Befehl Neuronen 17,18. Abtrennen zervikalen Verknüpfungen, die rostral sensomotorischen Schaltung wird auch das Verhalten, das anzeigt, dass absteigend Eingabe vom Gehirn hat eine Wirkung auf die Fluchtrichtung 19. Diese Aspekte der Feinsteuerung und Redundanz sind entscheidend, um das Überleben des Organismus und werden durch neurochemische Modulation über biogene Amine 20 ergänzt.
Die P. americana Nervenstrang Vorbereitung hat in den letzten vielen Jahrzehnten, beginnend mit der Pionierarbeit von Roeder 21. Es ermöglicht Studierenden, ihre Ein 22,23,24 aufzeichnen, anzeigen und analysieren primären sensorischen Aktivität und die daraus resultierenden Reaktionen von riesigen Inter. Neben der Vermittlung der Idee, dass identifizierbare neuronalen Schaltkreise zugrunde liegen Verhaltensreaktionen auf die Umwelt sollten diese Übungen eine Wertschätzung für die biologischen Beiträge dieses gemeinsamen Haushalt Schädling gemacht zu vermitteln.