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Der Nervenstrang ist eine Doppelstruktur – er besteht eigentlich aus zwei miteinander verschmolzenen Strängen. Der Strang ist von einer dreischichtigen (trilaminaren)
Hülle umgeben. Die äußerste Schicht besteht aus einer einzigen Lage flacher Epithelzellen, die Teil des Peritoneums (der Auskleidung des Coeloms) sind.
Darunter befindet sich eine Schicht von Längsmuskelzellen und darunter die innerste faserige Hülle, die die Nervenzellen umgibt.
Im tierischen Nervensystem gibt es zwei Haupttypen von Nervenzellen: das Neuron, die wichtigste Signalzelle,
von der häufig viele lange Fortsätze oder „Drähte“ ausgehen, und die Neuroglia, Zellen, die die Isolierung für
die neuronalen „Drähte“ bilden und auch dazu dienen, das System sauber und frei von Fremdkörpern zu halten und verschiedene andere Wartungs-
und Schutzfunktionen zu erfüllen – sie schützen die empfindliche Verdrahtung des Nervensystems. Die wichtigsten Drähte im System sind lange, schlanke
Ableitungen von Neuronen, und diese Ableitungen werden Axone genannt. Es gibt viele Axone im Nervenstrang, aber die meisten sind klein,
fünf sind jedoch besonders groß und unter dem Mikroskop gut zu sehen – das sind die Riesenaxone. Das sind Axone mit sehr
großen Durchmessern. Das dorsale Riesenaxon ist das breiteste, mit einem Durchmesser von etwa 50 Mikrometern. Ein Axon ist wie ein
elektrischer Draht, und so wie Elektrizität leichter und schneller entlang eines breiten Drahtes fließt als entlang eines schmalen Drahtes (der dem Stromfluss
mehr Widerstand entgegensetzt), so fließt auch das Nervensignal schneller entlang von Riesenaxonen. Das Nervensignal ist positive
Elektrizität, die aus dem Fluss positiv geladener Ionen besteht, während Elektrizität in elektrischen Drähten negative Elektrizität ist, die
aus dem Fluss negativ geladener Elektronen besteht.
Diese Riesenaxone werden verwendet, um die schnellsten Signale entlang des Nervenstrangs zu transportieren, und das sind Notsignale, die
Fluchtreflexe auslösen. Das größere dorsale Riesenaxon leitet die Signale am schnellsten und nur in der Richtung von hinten nach vorne. Es sendet
Signale vom hinteren Teil des Wurms nach vorne, so dass, wenn etwas Unerwartetes den hinteren Teil des Wurms berührt, ein schnelles Signal
nach vorne entlang des Nervenstrangs gesendet wird, was den Längsmuskel jedes Segments dazu veranlasst, sich schnell zusammenzuziehen und den Wurm
schnell zu verkürzen, um einem potenziellen Räuber oder einer anderen Bedrohung zu entkommen. Die beiden dorso-lateralen Riesenaxone sind miteinander
verbunden und senden Signale vom vorderen Ende nach hinten, falls der Wurm einen schnellen Rückzug antreten muss (vielleicht zieht er sich in seine
Kuhle zusammen, um einem neugierigen Vogel zu entkommen).
Die Riesenaxone bestehen aus einer Reihe zylindrischer Zellen, die alle Ende-an-Ende verbunden sind. Die Verbindungsstellen zwischen benachbarten
Zellen enthalten schnelle elektrische Synapsen (Nexus), die es dem elektrischen Signal ermöglichen, sich auf seinem Weg
durch das Axon schnell von einer Zelle zur anderen fortzubewegen.
Sensorische Systeme
Das ZNS besteht aus einer Reihe winziger (aber leistungsstarker!) Computer, die das Gehirn und den ventralen Nervenstrang des Wurms bilden. Dieses sendet
Nerven, wie die Segmentalnerven, zu den Muskeln und Sensoren des Wurms. Die Aufgabe des ZNS besteht darin, die von den verschiedenen Sensoren eingehenden
Sinnesinformationen zu analysieren, eine Handlungsweise zu bestimmen und dann die entsprechenden Anweisungen
an die Muskeln zu senden.
Eine wichtige Art von Sensoren sind die Photorezeptoren (Lichtsensoren). Regenwürmer haben keine Augen (obwohl viele andere Würmer welche haben,
Augen sind nicht so nützlich, wenn man die meiste Zeit seines Lebens in der Erde vergraben ist oder nachts herumkrabbelt). Würmer haben jedoch Lichtsensoren in Form von spezialisierten Nervenenden (Hess’sche Lichtzellen genannt). Diese Sensoren kommen in den meisten Teilen der
Haut des Wurms vor, aber sie sind in bestimmten Bereichen konzentriert. Sie sind mehr auf dem Rücken und den Seiten des Wurms konzentriert, obwohl einige
auf der ventralen Oberfläche am vorderen Ende (1. Segment) des Wurms vorkommen. Sie sind auch viel stärker auf das
Vorderende des Wurms konzentriert, wobei sie im Prostomium (dem vordersten Lappen, der kein echtes Segment ist) am zahlreichsten sind und ihre Dichte in den ersten drei Segmenten abnimmt und nach dem dritten Segment sehr gering ist. Auch auf dem
hintersten Segment des Wurms, einschließlich der Bauchseite, befinden sich recht viele davon. (Man beachte, dass die vorderen und hinteren Enden des Wurms oft
über den Boden gehoben werden und es daher sinnvoll ist, einige Lichtsensoren unter den vorderen und hinteren Enden sowie an den Seiten und am Rücken zu haben).
Das Prostomium ist also die wichtigste lichtsensitive Region des Wurms. Das Prostomium wird von einem Paar verzweigter Nerven
aus den Cerebralganglien innerviert. Diese verzweigen sich von den subepidermalen und intermuskulären Plexus. Einige der feinen Äste im
subepidermalen Plexus enden in Photorezeptoren (lichtempfindliche Zellen). Darüber hinaus haben viele der größeren Äste auf halber Länge im Inneren des Prostomiums knollenförmige
Gruppen von Photorezeptoren. Bedenken Sie, dass das Prostomium nicht sehr
groß ist – es ist die spitze „Nase“ des Wurms und bildet die Oberlippe, die über den Mund hinausragt, so dass bei hellem Sonnenlicht etwas Licht den ganzen
Weg hindurch scheinen kann. Vermutlich kann der Wurm die Lichtintensität besser einschätzen, indem er die Signale der subepidermalen Photorezeptoren mit denen der schattigeren Photorezeptoren tiefer im Prostomium vergleicht.
Die drei Miniaturbilder unten zeigen die Anordnung dieser Photorezeptoren im Prostomium (zum Vergrößern anklicken):