Elektrophorus electricus -Electrophorus electricus

Elektrophorus electricus
Zitteraal.jpg
Zitteraal im New England Aquarium , USA
Wissenschaftliche Klassifikation bearbeiten
Königreich: Animalia
Stamm: Chordaten
Klasse: Actinopterygii
Befehl: Gymnotiformen
Familie: Gymnotidae
Gattung: Elektrophorus
Spezies:
E. electricus
Binomialname
Elektrophorus electricus
( Linné , 1766)
Synonyme

Gymnotus electricus

Electrophorus electricus ist die bekannteste Zitteraalart . Es ist ein südamerikanischer elektrischer Fisch . Bis zur Entdeckung von zwei weiteren Arten im Jahr 2019 wurde die Gattung als monotypisch eingestuft , wobei diese Art die einzige in der Gattung ist. Trotz des Namens handelt es sich nicht um einen Aal , sondern um einen Messerfisch . Es wird als Süßwasser - Teleost angesehen , der ein elektrogenes Gewebe enthält, das elektrische Entladungen erzeugt.

Taxonomische Geschichte

Die Art wurde mehrfach umklassifiziert. Als er ursprünglich 1766 von Carl Linnaeus beschrieben wurde, verwendete er den Namen Gymnotus electricus und stellte ihn in dieselbe Gattung wie Gymnotus carapo (gebänderter Messerfisch), den er einige Jahre zuvor beschrieben hatte. Erst etwa ein Jahrhundert später, im Jahr 1864, wurde der Zitteraal von Theodore Gill in seine eigene Gattung Electrophorus überführt .

Im September 2019 stellten David de Santana et al. schlugen die Unterteilung der Gattung in drei Arten vor, basierend auf DNA-Divergenz, Ökologie und Lebensraum, Anatomie und Physiologie und elektrischen Fähigkeiten: E. electricus , E. voltai sp. nov. und E. varii sp. Nov. Die Studie ergab , dass E. electricus die Schwesterart von E. voltai ist, wobei beide Arten während des Pliozän auseinandergingen .

Anatomie

Vergleich der drei Arten von Electrophorus

E. electricus hat einen länglichen, zylindrischen Körper, der typischerweise auf eine Länge von etwa 2 m (6 ft 7 in) und ein Gewicht von 20 kg (44 lb) anwächst, was ihn zum größten der Gymnotiformes macht . Ihre Färbung ist auf dem Rücken dunkelgraubraun und auf dem Bauch gelb oder orange. Reife Frauen haben einen dunkleren Bauch. Sie haben keine Schuppen. Der Mund ist quadratisch und am Ende der Schnauze positioniert. Die Afterflosse erstreckt sich über die Länge des Körpers bis zur Schwanzspitze. Wie bei anderen Ostariophysan- Fischen hat die Schwimmblase zwei Kammern. Die Vorderkammer ist mit dem Innenohr durch eine Reihe kleiner Knochen verbunden, die von Halswirbeln abstammen und als Weberscher Apparat bezeichnet werden, was die Hörfähigkeit erheblich verbessert. Die Hinterkammer erstreckt sich über die gesamte Länge des Körpers und erhält den Auftrieb des Fisches.

E. electricus hat ein vaskularisiertes Atmungssystem mit Gasaustausch, der durch Epithelgewebe in seiner Mundhöhle stattfindet . Als obligatorische Luftatmer muss E. electricus etwa alle zehn Minuten an die Oberfläche steigen, um einzuatmen, bevor er auf den Boden zurückkehrt. Fast achtzig Prozent des von den Fischen verbrauchten Sauerstoffs werden auf diese Weise gewonnen.

Physiologie

Weitere Informationen: Zitteraal § Elektrophysiologie

E. electricus hat drei Paare von Bauchorganen, die Strom erzeugen: das Hauptorgan, das Hunter-Organ und das Sachs-Organ. Diese Organe nehmen einen großen Teil seines Körpers ein und verleihen dem Zitteraal die Fähigkeit, zwei Arten von elektrischen Organentladungen zu erzeugen : Niederspannung und Hochspannung. Diese Organe bestehen aus Elektrozyten , die so aufgereiht sind, dass ein Ionenstrom durch sie fließen kann, und so gestapelt, dass jeder zu einer Potentialdifferenz beiträgt. Die drei elektrischen Organe werden aus Muskeln entwickelt und weisen mehrere biochemische Eigenschaften und morphologische Merkmale des Muskel-Sarkolemms auf; Sie befinden sich symmetrisch auf beiden Seiten des Aals.

Wenn der Aal seine Beute findet, sendet das Gehirn ein Signal durch das Nervensystem an die Elektrozyten. Dadurch werden die Ionenkanäle geöffnet , wodurch Natrium hindurchfließen kann und die Polarität kurzzeitig umgekehrt wird. Indem es einen plötzlichen Unterschied im elektrischen Potential verursacht , erzeugt es einen elektrischen Strom , ähnlich wie bei einer Batterie , bei der gestapelte Platten jeweils einen elektrischen Potentialunterschied erzeugen. Elektrische Aale sind auch in der Lage, das Nervensystem ihrer Beute mit ihren elektrischen Fähigkeiten zu kontrollieren; Indem sie das Nervensystem und die Muskeln ihres Opfers über elektrische Impulse steuern, können sie die Beute daran hindern, zu entkommen, oder sie dazu zwingen, sich zu bewegen, damit sie ihre Position lokalisieren können.

Zitteraale nutzen Elektrizität auf vielfältige Weise. Niederspannungen werden verwendet, um die Umgebung zu erfassen. Hochspannungen werden verwendet, um Beute zu erkennen und sie separat zu betäuben, woraufhin der Zitteraal einen saugenden Biss anbringt.

Anatomie der elektrischen Organe eines Zitteraals

Das Sachs-Organ wird mit Elektrolokalisierung in Verbindung gebracht . Im Inneren des Organs befinden sich viele muskelähnliche Zellen, die Elektrozyten genannt werden. Jede Zelle erzeugt 0,15 V, wobei die Zellen in Reihe gestapelt sind, damit das Organ fast 10 V bei einer Frequenz von etwa 25 Hz erzeugen kann. Diese Signale werden vom Hauptorgan ausgesendet; Hunters Organ kann Signale mit einer Rate von mehreren hundert Hertz aussenden.

Es gibt mehrere physiologische Unterschiede zwischen den drei elektrischen Organen, die es ihnen ermöglichen, sehr unterschiedliche Funktionen zu haben. Das elektrische Hauptorgan und der Hochspannungsabschnitt von Hunters Organ sind reich an Calmodulin , einem Protein, das an der Hochspannungsproduktion beteiligt ist. Außerdem haben die drei Organe unterschiedliche Mengen an Na+/K+-ATPase , einer Na+/K+-Ionenpumpe, die entscheidend für die Spannungsbildung ist. Das Haupt- und das Hunter-Organ weisen eine hohe Expression dieses Proteins auf, was ihm eine hohe Empfindlichkeit gegenüber Änderungen der Ionenkonzentration verleiht, während das Sachs-Organ eine geringe Expression dieses Proteins aufweist.

Die typische Leistung reicht aus, um praktisch jedes Tier zu betäuben oder abzuschrecken. Die Aale können die Intensität der elektrischen Entladung variieren, indem sie niedrigere Entladungen für die Jagd und höhere Intensitäten verwenden, um Beute zu betäuben oder sich zu verteidigen. Sie können die Entladung auch konzentrieren, indem sie sich zusammenrollen und an zwei Punkten entlang ihres Körpers Kontakt herstellen. Wenn sie aufgeregt sind, können sie diese intermittierenden Elektroschocks mindestens eine Stunde lang erzeugen, ohne zu ermüden.

E. electricus besitzt auch hochfrequenzempfindliche Knollenrezeptoren, die in Flecken über seinen Körper verteilt sind. Diese Funktion ist anscheinend nützlich, um andere Gymnotiformes zu jagen. E. electricus spielt seit dem 18. Jahrhundert eine herausragende Rolle in der Erforschung der Bioelektrizität . Die Art ist von einigem Interesse für Forscher, die ihre Acetylcholinesterase und Adenosintriphosphat verwenden .

Obwohl E. electricus die zuerst beschriebene Art der Gattung und damit das berühmteste Beispiel ist, hat sie mit nur 480 Volt tatsächlich die schwächste Maximalspannung der drei Arten der Gattung (im Gegensatz zu 572 Volt bei E. varii und 860 Volt ). in E. Voltai ).

Ökologie und Lebensgeschichte

Zitteraal im New England Aquarium

Lebensraum

E. electricus ist auf Süßwasserlebensräume im Guayana-Schild beschränkt . Populationen im Amazonasbecken , im Brasilianischen Schild und in anderen Teilen des Guyana-Schildes gehören heute vermutlich zu E. varii und E. voltai .

Fütterungsökologie

E. electricus ernährt sich von Wirbellosen , obwohl erwachsene Aale auch Fische und kleine Säugetiere wie Ratten fressen können . Erstgeborene Jungtiere fressen andere Eier und Embryonen aus späteren Gelegen . Die Jungtiere fressen wirbellose Tiere wie Garnelen und Krabben .

Reproduktion

E. electricus ist bekannt für sein ungewöhnliches Brutverhalten. In der Trockenzeit baut ein männlicher Aal aus seinem Speichel ein Nest, in das das Weibchen seine Eier legt. Aus den Eiern in einem Nest schlüpfen bis zu 3.000 Junge. Männchen werden um etwa 35 cm größer als Weibchen.

Verweise

Weiterlesen

Externe Links