Understanding functioning and evolution of bird middle ear mechanics: a functional morphological analysis

Datum: 20 december 2018

Locatie: Campus Drie Eiken, O.06 - Universiteitsplein 1 - 210 Antwerpen-Wilrijk (route: UAntwerpen, Campus Drie Eiken)

Tijdstip: 17 uur

Organisatie / co-organisatie: Departement Biologie

Promovendus: Raf Claes

Promotor: Peter Aerts & Joris Dirckx

Korte beschrijving: Doctoraatsverdediging Raf Claes - Faculteit Wetenschappen, Departement Biologie



Abstract

Het is interessant om te weten hoe een éénbeentjesoor flexibel genoeg is om met drukveranderingen te kunnen omgaan is geëvolueerd in de natuur zonder de eigenschap te verliezen om geluidsenergie te geleiden van het trommelvlies naar het binnenoor. Er is slechts weinig geweten over de functionele morfologie van dit systeem. Inzicht in de functie van het éénbeentjesoor in vogels kan nuttig zijn voor de ontwikkeling van een verbeterd “Total Ossicular Replacement Prosthesis” in mensen omdat deze niet het vermogen hebben om met drukveranderingen om te gaan.

In Hoofdstuk 1 wordt de morfologie van de middenoor componenten van 12 vogelsoorten uit verschillende ecotypes beschreven aan de hand van micro-CT scans. Deze morfologische karakteristieken worden gelinkt aan het gehoorvermogen die teruggevonden zijn in de literatuur van de verschillende soorten. Deze studie suggereert over het algemeen dat er weinig invloed is van de variatie in middenoor morfologie op de geluidsoverdracht.

In Hoofdstuk 2 wordt onderzocht in kippen of de connectie tussen het trommelvlies en het beweegbare quadratum een invloed heeft op de middenoor componenten tijdens bek-opening. De hypothese stelt dat de effecten, indien aanwezig, groter zijn in hanen door hun luidere vocalisatie. Craniokinesis veroorzaakt een afplatting en relaxatie van het trommelvlies in hanen.

In Hoofdstuk 3 worden data gepresenteerd over audio opnames opgenomen aan de ingang van het oor-kanaal van kraaiende hanen. Deze data tonen aan dat hanen een beschermend mechanisme nodig hebben omdat de geluidsdruk tijdens kraaien kan oplopen tot 142.3 dB. Micro-CT scans van de kop van een haan en een hen tonen aan dat in hanen de gehoorgang volledig afsluit tijdens kraaien, terwijl deze in hennen enkel vernauwt.

In Hoofdstuk 4 worden de vervormingen van de middenoor structuren van kippen door drukveranderingen gekwantificeerd. Er werd experimenteel getest of het reflexmatig openen van de faryngotympanische buis aanwezig is bij kippen en wilde eenden. Onze experimenten ondersteunen de aanwezigheid van een korte reflexboog voor het openen van de farygotympanische buis niet.

In Hoofdstuk 5 wordt een kwantitatieve beschrijving gegeven over de verplaatsing van de columella voetplaat en het trommelvlies in kippen bij quasi-statische drukveranderingen. Zowel de extrastapedius als de columella voetplaat verplaatsingen in functie van de druk vertonen een S-vormige curve, die de niet lineaire karakteristieken van de middenoor componenten benadrukken. De laterale piston verplaatsing van zowel de columella voetplaat en extrastapedius kleiner is dan de mediale piston verplaatsing. Columella voetplaat verplaatsingen zijn altijd kleiner dan de flexibiliteit van de extracolumella.



Link: https://www.uantwerpen.be/wetenschappen