Anatomie


Kapitel

Physiologische Daten

Fortbewegung

Körperbau und Skelett

Zähne

Haut und Haarkleid

Sinne

Verdauungstrakt



Physiologische Daten

Die Körpertemperatur bei Ratten kann variieren. Sie kann auf 35 °C fallen und wenn die Tiere schlafen und bis auf 41 °C steigen, wenn die Ratte plötzlich aus ihrer gewohnten Umgebung gerissen wird. Temperaturen unter oder über diesen Angaben sind Anzeichen für Unterkühlung oder Fieber (Whishaw et al. 1999).



Fortbewegung

Ratten verfügen über verschiedene Methoden der Fortbewegung (siehe z.B. Tabelle 1). Die Schrittlänge beim normalen Gang beträgt etwa 6 cm (Ebbinghaus 2013).


Tabelle 1: Fortbewegung nach Schleif (2001)

Fortbewegungsart Beschreibung
Kriechen die Ratte liegt auf der Seite oder dem Bauch, zieht mit den Vorder- und schiebt mit den Hinterbeinen
Gehen vorwärts oder rückwärts; es werden nacheinander ein oder zwei Extremitäten angehoben und seitlich nach vorne geführt; der Körper ist kurz über/oder in Kontakt mit dem Boden, liegt diesem jedoch nicht auf; Schwanz wird hinterhergezogen oder horizontal getragen
Trippeln gehende Bewegung; der gesamte Körper wird über dem Boden getragen und speziell die Hinterbeine sind mehr gestreckt; der Schwanz berührt nicht den Boden. Besonders bei jungen und weiblichen Ratten
Trab diagonale Gangart; beim schnellen Traben sind abwechselnd zwei bzw. vier Extremitäten ohne Bodenkontakt; Schwanz ohne Bodenkontakt; Kopf immer in Bewegungsrichtung
Rennen schnellste Fortbewegungsart; das Tier biegt den Rücken,streckt anschließend die Hinterextremitäten sowie den Rumpf und landet auf den gestreckten Vorderextremitäten; Schwanz ohne Bodenkontakt und Kopf gerade
Bummeln Mischung aus Trippeln und Hüpfen; Geschwindigkeit variabel; mit plötzlichen Richtungsänderungen und Seitwärtssprüngen; endet abrupt
Hüpfen Form des Rennens, welches mit kürzeren Sprüngen und weniger Geschwindigkeit als beim Rennen ausgeführt wird
Springen der Rücken wird gekrümmt, die hinteren Extremitäten erst gebeugt und anschließend schnell ausgestreckt; nach einem Sprung landet die Ratte mit den Vorderextremitäten zuerst.
Klettern die Ratte besteigt gehend oder rennend eine schräge oder vertikale Ebene; oder bewegt sich unter einer horizontalen Ebene hängend fort. Der Schwanz wird gegen den Untergrund gepresst, um Objekte geschlungen oder zum Balancieren benutzt
Schwimmen gleichsinnige Bewegung wie beim Gehen; auch tauchen ist möglich


Abbildung 1: Schwimmen. Ratten sind sehr gute Schwimmer, die gerne in der Nähe von Wasser leben (Whishaw et al. 1999). Um zu schwimmen legen sie die Vorderfüße unter ihr Kinn und steuern durch Kippen der Pfoten. Die Hinterbeine dienen dem Antieb.


Nach Whishaw et al. (1999) haben Ratten verschiedene Möglichkeiten sich zu drehen. Entweder dreht die Ratte den Kopf und folgt mit normalem Gehen und/oder sie dreht auf der Hinterhand. Weibchen drehen eher aus der Vorderhand, während männliche Ratten eher auf der Hinterhand drehen.

Bei der Vorwärtsbewegung kommt die Hauptantriebskraft aus der Hinterhand. Bei langsamer Bewegung dienen die Vorderpfoten zur Erkundung des Untergrundes. Ratten gehen eher selten, sie bewegen sich zögerlich mit Drehungen und Pausen oder sie traben (Whishaw et al. 1999).


Abbildung 2: Sprungtechnik. Ratten können hoch springen. Die Überwindung eines 80 cm hohen Bretts ist für diese Ratten kein Problem.



Körperbau und Skelett


Infobox - Externe Links
Ein interessantes 3D-Modell der Ratte Rat Anatomy


Die Wanderratte (Rattus norvegicus) ist ein Nagetier. Es handelt sich um große, kräftig gebaute Ratten mit eckigem Schädel, stumpfer Schnauze und einem dicken Schwanz, dessen Länge im Normalfall geringer ist als die Kopf-Rumpf-Länge. Die Ohren sind rund und recht klein. Sie erreichen nach vorne umgelegt maximal den hinteren Augenrand (Becker 1769).

  • Kopf-Rumpf-Länge beträgt 19 – 29 cm
  • Schwanzlänge 13–23 cm mit 163 – 205 Schuppenringen
  • Länge des Hinterfußes 38 – 45 mm
  • Länge der Ohren: 17 - 23 mm


Die Wirbelsäule der Ratte umfasst 7 Halswirbel, 13 Brustwirkel, 7 Lendenwirbel, das Kreuzbein und eine Vielzahl von Schwanzwirbeln. Entsprechend der Zahl von 13 Brustwirbeln verfügen Ratten über 13 Rippen. Der Schultergürtel besteht aus Schulterblatt und einem gut ausgeprägten Schlüsselbein. An den Vorderextremität befinden sich vier Finger und an der Hinterextremität fünf Zehen. Die Zehen verfügen jeweils über krallenartige Nägel. Der erste Finger der Vorderpfote ist stark verkürzt, der Nagel abgeflacht. An den Zehenspitzen und Fußflächen befinden sich Ballen (Storch & Welsch 2006).

Der Schwanz der Ratte dient als Balancierhilfe und dient der Temperaturregulation (Vanhoutte et al. 2002). Der Rattenschwanz hat nur 5 % der Körperoberfläche, kann aber 17 % der Körperwärme ableiten (Monson and Oyama 1984). Bei steigender Körpertemperatur schwillt der Schwanz an (Vanhoutte et al. 2002).

Urheber: Barbara b; Creative Commons-Lizenz; Orginaldatei (Mai 2013)


Nach Whishaw et al. (1999) nehmen vor allem männliche Ratten ihr Leben lang an Gewicht und Größe zu. Futter und auch Rangstatus beeinflussen die Größe maßgeblich. Größe und Wachstumsrate sind zudem von Linie zu Linie verschieden.



Zähne

Ratten haben die gleiche Bezahnung im Ober- und Unterkiefer. Pro Kieferhälfte gibt es einen Schneidezahn (Incisivus) der als Nagezahn bezeichnet wird. Die oberen Schneidezähne sind 4 mm lang und 1,5 mm breit, die unteren 7 mm lang und 1,2 mm breit (Weijs 1975). Sie sind wurzellos und wachsen während des ganzen Leben. Im Unterkiefer etwa 1,8 - 3,8 mm pro Woche, im Oberkiefer 1,5 - 2,6 mm pro Woche (Kamphues et al. 2004). Das Wachstum ist abhängig von der Abnutzung. Auch kann ein Zahn schneller wachsen als ein anderer, wenn er abgebrochen ist (Burn-Murdoch 1999). Die Vorderseite der Schneidezähne ist mit rötlichem Schmelz überzogen. So bleiben die Zähne stets scharf, da sich die Innenseite stärker abnutzt als die Außenseite (Storch & Welsch 2006).

Es gibt weder Eck- (Canini) noch prämolare Backenzähne. Pro Kieferhälfte gibt es drei molare Backenzähne. Die Zahnformel (pro Kieferhälfte) lautet:

  • Oberkiefer: I1 C0 P0 M3 (=1003)
  • Unterkiefer: I1 C0 P0 M3 (=1003)

Der Unterkiefer der Ratte ist nicht verwachsen. An der Stelle an der beide Unterkieferhälften zusammen treffen, befindet sich ein eine fasrige Verbindung. Die unteren Schneidezähne sind daher gegeneinander beweglich und können sich um 40° zueinander öffnen (Weijs 1975).



Sinne

Visuelle Wahrnehmung

Die visuelle Wahrnehmung spielt eine eher untergeordnete Rolle. Ratten nehmen Lichtunterschiede wahr, ebenso ultraviolettes Licht (Kaliste & Mering 2010).

Die Stäbchen sind lichtempfindlicher als die Zäpfchen und funktionieren am besten in der Dämmerung. Farben werden schlecht gesehen, allerdings gibt es ein Unterscheidungsvermögen für Blau und Rot, Grün und Rot, Gelb und Rot sowie Blau und Gelb vorhanden, wohingegen zwischen Grün und Gelb sowie Grün und Blau nicht unterschieden werden können (Schleif 2001).


Olfaktorische Wahrnehmung

Der Geruch ist einer der wichtigsten Sinne der Ratten. Er gibt den Tieren wichtige Hinweise über Umwelt und Artgenossen. So werden über den Geruch wichtige Informationen wie Geschlecht, Identität, sozialer Status, Fortpflanzungsbereitschaft ermittelt (Kaliste & Mering 2010).

Das olfaktorisch bedingte Erinnerungsvermögen hat sich bei Ratten als sehr robust und langlebig erwiesen (Schleif 2001).


Akustische Wahrnehmung

Ratten können Geräusche zwischen 0,25 - 80 kHz wahrnehmen. Sie verfügen über ein reiches Repertoir an Lauten im Ultraschallbereich zwischen 22 und 80 kHz (Kaliste & Mering 2010).

Um ein Geräusch zu lokalisieren werden die Ohren vor- bzw. rückwärts bewegt oder ein- oder auswärts gedreht. In der Ruhestellung formen die Ohren (von oben betrachtet) einen Winkel von 45° zur Längsachse des Kopfes. Der Kopf wird immer in Richtung der Geräuschquelle gehalten (Schleif 2001).

Geboren werden Ratten taub, die äußeren Ohren öffnen sich mit 2 bis 4 Tagen. Mit 7 oder 8 Tagen können erstmals durch akustische Stimulation hervorgerufene Nervenpotentiale abgeleitet werden. Der äußere Gehörgang öffnet sich mit 12. bis 14. Tagen, dann steigt die Sensibilität des Hörvermögens (Schleif 2001).


Taktile Wahrnehmung

Die taktile Wahrnehmung ist für Ratten äußert wichtig (Kaliste & Mering 2010). Tasthaare (Vibrissen) befinden sich nicht nur in großer Zahl um die Schnauze und über den Augen, sondern als sogenannte Leithaare auch an den Körperseiten und den Außenseiten der Extremitäten. Allein an der Oberlippe finden sich beiderseits 50 - 60 kräftige, lange Tasthaare (Storch & Welsch 2006).

Sämtliche Tasthaare reagieren empfindlich auf Berühungen wodurch die Tiere eine ausgezeichnete Orientierung im Nahbereich haben. Selbst schwächste Luftbewegungen werden registriert, wodurch die Ratten auch etwas weiter entfernte Hindernisse wahrzunehmen und so Entfernungen abzuschätzen können (Schleif 2001).


Gustatorische Wahrnehmung

Ratten haben einen ausgeprägten Geschmackssinn. Bereits wenige Tage nach der Geburt sind die Jungen bereits dann in der Lage, Geschmacksqualitäten wie "süß", "sauer", "bitter" und "salzig" zu unterscheiden (Schleif 2001).

Bereits bereits zwei Tage alte Rattensäuglinge sind in der Lage, Geruchseindrücke mit Krankheitssymptomen zu assoziieren und diese später zu meiden (Schleif 2001).



Verdauungstrakt

Die Ratte ernährt sich hauptsächlich omnivor. Allerdings ist ähnlich wie bei vielen Pflanzenfressern der Blinddarm zu einer großen Fermetationskammer ausgebildet (Lehmann 2007).


Der Verdauungstrakt der Ratte besteht aus:

Maul und Speiseröhre: Hier beginnt der Verdauungsprozess. Durch den Kauvorgang wird wird die Nahrung eingespeichelt, zerkleinert und durchmischt. Durch die Speiseröhre gelangt die Nahrung anschließend in den Magen.

Magen: Ratten haben einen monogastrischen Magen (Lehmann 2007). Hier wird die Nahrung gesammelt und durch Fermente und Salzsäure im Magensaft weiter verdaut.

  • Proteine: Die Verdauung beginnt. Einige Peptidbindungen werden durch Pepsin, welches als Pepsinogen sezerniert und durch die Salzsäure des Magens aktiviert wird, gespalten (Schug 2005)
  • Fett: Am Magenausgang mechanische Emulgierung
  • Kohlenhydrate: Amylaseaktivität wird durch das saure Millieu unterdrückt (Schug 2005)

Dünndarm: Der Dünndarm besteht aus Zwölffingerdarm (Duodenum), Leerdarm (Jejunum) und Krummdarm (Ileum). An den Zwölffingerdarm sind Leber und Bauchspeicheldrüse angeschlossen.

Der Dünndarm macht etwa 83 % der Gesamtdarmlänge aus. 90 % davon fallen auf den Zwölffingerdarm (Luedtke 2009).

  • Zwölffingerdarm: Länge ca. 95 - 100 mm und ca. 2,5 - 3 mm Durchmesser (Lehmann 2007)
  • Leerdarm: Länge von 900 - 1350 mm und damit der längste Darmabschnitt; Durchmesser ca. 4 - 5 mm (Lehmann 2007)
  • Krummdarm: 5 - 35 mm Länge, 3 - 5 mm Durchmesser (Lehmann 2007)

Im Zwölffingerdarm und oberen Leerdarm werden aufgrund der anatomischen Anordnung die meisten Nähr- und Arzneistoffe absorbiert (Luedtke 2009).

  • Proteine: Polypeptide werden durch durch die proteolytischen Enzyme des Pankreas und der Darmmucosa weiter gespalten. Endopeptidasen Trypsin, Chymotrypsin und Elastase spalten die Proteine vom Ende weiter auf. Die Peptide sind somit Größtenteils in die einzelnen Aminosäuren gespalten. Diese werden anschließend resorbiert (Schug 2005)
  • Fett: Verdauung beginnt im Zwölffingerdarm. Lipasen aus dem Pankreassaft spalten die Esterbindung 1 und 3 der Triglyceride, es entstehen freie Fettsäuren und Monoglyceride. Lipide und Gallensalze bilden Micellen mit Monoglyceride, freie Fettsäuren und Cholesterol im Zentrum, welche so resorbiert werden können (Schug 2005)
  • Kohlenhydrate: Stärke und Zucker werden von Ratten zu fast 100 % im Dünndarm verdauut (Schug 2005)

Dickdarm: Der Dickdarm besteht aus Ileozäkalklappe, Blinddarm (Caecum) mit Wurmfortsatz (Appendix vermiformis); Enddarm mit Grimmdarm (Colon) und Mastdarm (Rectum).

Der Blinddarm fungiert als Gärkammer und ist in seiner Lage sehr variabel (Lehmann 2007). 26 % der Dickdarmlänge entfallen auf den Blinddarm (Luedtke 2009).

  • Rohfaser: Fermentation im Caecum und Colon. Es entstehen flüchtigen Fettsäuren die zur Enerigegewinnung genutzt werden können. Die Verdaulichkeit von Cellulose hängt vom Ligningehalt ab (Schug 2005). Nach Sakaguchi et al. (1987) verdauuen Ratten Rohfaser genauso gut wie Kaninchen. Die Werte liegen zwischen 8 % und 29 % scheinbarer Verdaulichkeit (Schug 2005).


Abbildung 3: Verdauungstrakt der Ratte


Nach Wetzel (1928) ändert sich das Verhältnis von Dünndarm und Dickdarm in Abhängigkeit von der Ernährung. Bei Ratten die mit Fleisch gefüttert werden ist der Dünndarm länger und der Dickdarm kürzer, bei Fütterung mit rohen Pflanzen ist der Dickdarm ausgeprägter. Allerdings ist der Dünndarm bei Pflanzenfressern im Verhältnis zur Körpermasse schwerer. Auch der Magen ist schwerer. Mit Fleisch gefütterte Ratten haben ein höheres Körpergewicht. Mit gemischter Kost ernährte Ratten ähneln zum Großteil den mit Fleisch ernährten Ratten.


Nach 15 bis 30 Minuten wird die Nahrung aus dem Magen portionsweise in den Dünndarm überführt. Nach etwa sieben Stunden hat die gesamte aufgenommene Nahrung den Magen verlassen. Nach 3 - 5 Stunden beginnt der Kotabsatz und ist nach 3 - 6 Tagen beendet (Schleif 2001). Nach Schug (2005) ist die Zeit der Magen-Darm-Passage abhängig vom Alter. Bei sechzehn Monate alten Ratten beträgt die mittlere Gesamtpassagezeiten ungefähr elf Stunden, bei sechzehn Wochen alten Ratten ca. sechs Stunden.




Literatur

Becker K.: Rattus norvegicus (Berkenhout, 1769) - Wanderratte. In: J. Niethammer und F. Krapp: Handbuch der Säugetiere Europas. Band 1, Rodentia I. Akademische Verlagsgesellschaft, Wiesbaden 1978: S. 401

Burn-Murdoch RA (1999): The length and eruption rates of incisor teeth in rats after one or more of them had been unimpeded. Eur J Orthod. 21(1):49-56

Ebbinghaus; www.physiologie.uniklinikum-jena.de; Stand Mai 2013

Kaliste und Mering (2010): The welfare of laboratory rats

Kamphues, J.; Coenen, M.; Kienzle, E. (2004): Supplemente zu Vorlesungen und Übungen in der Tierernährung. Alfeld-Hannover: M. & H. Schaper. 10. Aufl. ISBN 3-7944-0205-7

Lehmann J. (2007): Abdominale Sonographie bei der Ratte: (Rattus norvegicus f. domestica), Dissertation, München

Luedtke D. (2009): Charakterisierung der Proteinexpression und Funktion metabolischer Enzyme im Darm der Ratte

Monson CB, Oyama J. (1984): Core temperature of tailless rats exposed to centrifugation

Sakaguchi E., Itoh H., Uchida S. and Horigome T. (1987): Comparison of fibre digestion and digesta retention time between rabbits, guinea-pigs, rats and hamsters

Storch V., Welsch U.: Kükenthal - Zoologisches Praktikum. 26. Auflage, Spektrum Akademischer Verlag: 2009. ISBN 9783827422293

Schleif O. (2001): Ein Beitrag zur tiergerechten Haltung der Ratte anhand der Literatur, Dissertation, Tierärztliche Hochschule Hannover

Schug K. (2005): Untersuchungen zur Energiebewertung von Standardmischfuttermitteln für Ratten, Dissertation, Ludwig-Maximilians-Universität München

Vanhoutte G., Verhoye M., Raman E., Roberts M., Van der Linden A. (1995): In-vivo non-invasive study of the thermoregulatory function of the blood vessels in the rat tail using magnitic resonance angiography (MRA). NMR in Biomedicine. 15:263-269

Weijs WA. 1975. Mandibular movements of the albino rat during feeding. J Morphol. 145(1):107-124

Wetzel G. (1928): Der Magen-Darmschlauch der Ratte bei pflanzlicher und tierischer Nahrung. Gewichts und Längenverhältnisse

Whishaw I.Q., Haun F., Kolb B. (1999): Analysis of Behavior in Laboratory Rodents, Modern Techniques in Neuroscience Research, 1999, pp 1243-1275