Elektriska fiskars sjätte sinne
Sparar energi: Sternopygus macrurus kan justera styrkan på sina elektriska signaler under dagen genom att reglera spänningen. (Scott Schulz/University of Texas)


Du kanske har hört talas om fladdermöss och delfiners förmåga att ekolokalisera, ett sätt att navigera genom att göra ljud och ta emot ekot av ljudvågorna. Elektriska fiskar gör något liknande – de genererar ett elektriskt fält runt kroppen och känner av förändringarna som objekt i närheten skapar i fältet.

Många fiskar kan känna av elektriska fält, men bara elektriska fiskar kan generera elektriska fält. Dessa fiskar finns i havet omkring och i sjöar i Afrika och Sydamerika. Elektriska fiskar inkluderar arter av rockor, knivfiskar, ”ray-finned fish”, elefantfisk och kattfisk. Alla medlemmar av dessa taxa (grupper av samma art) är dock inte elektriska fiskar. Hur är det då med elektriska ålar? Egentligen är de inte ålar utan en sorts knivfisk.

Varje elektrisk fisk har ett elektriskt organ i stjärtfenan. Ibland sträcker det sig till resten av kroppen. Organet består av modifierade muskelceller som genererar elektriska signaler. Cellerna kallas elektrocyter. En elektrisk knivfisk, Sternopygus macrurus, är känd för att sända ut elektriska signaler med en hastighet av 100 per sekund.

Signalerna bildar “ett uniformt fält runt omkring fisken, ungefär som en elektrisk bubbla”, säger Dr. Michael Markham, professor vid University of Texas.

Elektroreceptorer på elektriska fiskars skinn kan känna av förändringar som gjorts av objekt i närheten, i det elektriska fältet. Det är på det här sättet som de elektriska fiskarna nattetid och i mörka vatten lär känna världen, orienterar sig, hittar sina byten och upptäcker fiender.

– Elektriska fiskar i närheten kan känna av varandras elektriska fält. Hannar modifierar hastigheten eller vågformen hos den elektriska signalen för att visa upp sig för honorna eller för att avskräcka rivaliserande hannar, säger Markham.

Eftersom det kostar mycket energi att skapa elektriska signaler satte Markham och hans kollegor igång en studie för att undersöka hur elektriska fiskar sparar energi genom att ändra signalernas spänning under olika omständigheter.

De upptäckte att Sternopygus macrurus genererar signaler med 40 procent starkare spänning på natten eller när de interagerar socialt under dagen, jämfört med andra tillfällen.

– Det här lyckas de med genom att snabbt sätta in fler jonkanaler i celler i de elektriska organen, säger Markham. Jonkanaler reglerar flödet av joner (och i detta fall positivt laddade natriumjoner) in i cellerna följandes den elektrokemiska gradienten.

– Genom att minska signalstyrkan dagtid bevarar fisken energi eftersom färre laddade joner ska transporteras fram och tillbaka genom cellmembranet, säger han.

– Men det är fortfarande okänt om det kan vara så att när olika elektriska fiskar är nära varandra huruvida en av dem kan generera ett elektriskt fält så att de andra kan spara sin energi, säger Markham.

Läs Markhams forskningsartikel:
http://www.plosbiology.org/article/info%3Adoi%2F10.1371%2Fjournal.pbio.1000203

 

Översatt från engelska:
http://www.theepochtimes.com/n2/content/view/23366/