Sinnesorgane

Sinnesorgane, Organe von Menschen und Tieren, die Reize aus der Umwelt oder dem Körper aufnehmen.

Sinnesorgane enthalten spezialisierte Nervenzellen, die Reize auf andere Nervenzellen des Nervensystems übertragen: Sinneszellen oder Rezeptoren. Ein adäquater, d. h. zum jeweiligen Rezeptor passender Reiz, der stark genug ist, löst in der Zelle eine biochemische Reaktionskaskade aus, die das Membranpotential verändert. Dadurch entsteht entweder ein Aktionspotential (ein Nervensignal) oder ein Rezeptorpotential, das erst nach der Übertragung auf eine nachfolgende Nervenzelle ein Signal hervorruft; entsprechend unterscheidet man zwischen primären und sekundären Rezeptoren. Als Sinnesnervenzellen werden Rezeptoren bezeichnet, bei denen Reize an den dendritischen Verzweigungen aufgenommen und direkt über das Axon weitergeleitet werden; der Zellkörper (Soma) einer solchen Nervenzelle liegt abseits der leitenden Nervenbahn.

Die Sinneszellen an der Körperoberfläche bzw. in Körperöffnungen nehmen Reize aus der Umwelt auf (Exterorezeptoren). Ihre nach außen weisenden Membranabschnitte haben eine z. B. durch Cilien oder Einfaltungen stark vergrößerte Oberfläche, so dass Reize leicht aufgenommen werden können. Spezielle Zell- und Organstrukturen dienen Menschen und höher entwickelten Tieren zum Hören (siehe Ohr), Sehen, Riechen, Schmecken und Tasten. Beim Tastsinn von Haut und Schleimhäuten unterscheidet man zwischen Rezeptoren für Berührung, Druck, Temperatur und Schmerz. Sinneszellen in den inneren Organen und Geweben (Enterorezeptoren) registrieren neben Schmerzreizen auch unbewusste physiologische Zustände: Chemorezeptoren messen beispielsweise den pH-Wert, den Kohlendioxidanteil oder den Glucosespiegel im Blut. Mechanorezeptoren geben Auskunft über den Blutdruck. Propriorezeptoren erfassen die Dehnung von Muskeln (diese Rezeptoren heißen Muskelspindeln) und Sehnen (Golgi-Sehnenorgane) sowie die Positionen der Gelenke (siehe Kinästhesie).

Die meisten Sinnesorgane für Umweltreize befinden sich bei Wirbeltieren am Kopf, bei wirbellosen Tieren in verschiedenen Körperregionen. Geschmacksrezeptoren beispielsweise liegen bei Menschen und Säugetieren auf der Zunge, viele Insekten schmecken dagegen mit den Endgliedern (Tarsen) ihrer Beine. Das Gleichgewichtsorgan von Menschen und Wirbeltieren befindet sich im Innenohr, viele Wirbellose haben an Beinen oder anderen Körperstellen spezialisierte Zellen zur Messung des Gleichgewichts (Statozysten). Bei wirbellosen Tieren bestehen die Sinnesorgane oft nur aus wenigen Rezeptorzellen, bei Wirbeltieren dagegen sind Rezeptoren und nachgeschaltete Nervenzellen meist zu einem größeren, von speziellen Stütz- und Versorgungszellen umgebenen Sinnesepithel zusammengerückt. Die Evolution eines Sinnesorgans von sehr einfachen Strukturen zu einem komplexen Organ aus Tausenden von Zellen zeigt sich beispielhaft an den Augen.

Die Leistungsfähigkeit der Sinnesorgane steht in engem Zusammenhang mit der Lebensweise: Viele nachtaktive Tiere können z. B. keine Farben unterscheiden, dafür aber besonders gut Helligkeitsunterschiede und Geräusche wahrnehmen – Delphine und Fledermäuse werten zur Echoorientierung sogar Ultraschall aus. Der Geruchssinn einiger Insekten ist hochempfindlich für die Pheromone möglicher Geschlechtspartner. Mit ihrem Grubenorgan können Schlangen, z. B. Grubenottern, Infrarotstrahlung wahrnehmen und so Beutetiere anhand deren Körperwärme aufspüren. Das Seitenlinienorgan von Fischen und Amphibien registriert winzige Druckunterschiede im Wasser. Elektrische Fische, Haie und Rochen orten Beutetiere mit Hilfe ihrer elektrischen Sinnesorgane. Magnetische Sinnesorgane helfen Zugvögeln bei der Orientierung.