Szokująca ryba

W gdyńskim akwarium można natrafić na ekspozycję z węgorzami elektrycznymi, gdzie umieszczone w wodzie elektrody pozwalają słuchać przez głośnik trzasków odpowiadających impulsom emitowanym przez te ryby. Ilustruje to nie tylko samo zjawisko, ale także znaczenie tej umiejętności dla ryby.

Ale nim zagłębimy się w korzyści wynikające z bycia elektryczną rybą, przyjrzyjmy się samemu zjawisku. Pole elektryczne towarzyszy wszystkim zwierzętom, ponieważ taki właśnie jest charakter impulsów przewodzonych przez układ nerwowy, a konstrukcja mięśni warunkuje ich pracę pod wpływem prądu. Elektryczność działająca w zwierzętach nie jest dokładnie tym samym, co elektryczność w naszych domach, głównie dlatego że neurony nie tyle przewodzą prąd, co wytwarzają go na całej długości swych wypustek, wpuszczając bądź wypychając jony sodu i potasu przez błonę komórkową (depolaryzacja i polaryzacja błony). Podobnie każdy skurcz mięśnia jest napędzany nagłą zmianą polaryzacji błony komórkowej, czemu towarzyszy powstawanie prądu. I chociaż dla pojedynczych włókien nerwowych czy mięśniowych proces ten wytwarza prąd o napięciu rzędu tysięcznych części Volta, to suma aktywności nawet niewielkiego zwierzęcia wytwarza wokół niego pole elektryczne, które może zostać zauważone przez odpowiednio czułe narzędzie (lub narząd), choć bywa to przydatne jedynie w środowisku wodnym z uwagi na izolacyjne właściwości powietrza. Liczne gatunki ryb doprowadziły tę wrażliwość do perfekcji, o czym możecie poczytać tutaj.

Znalazło się przynajmniej sześciu praprzodków, u których w ciągu ostatnich 100 mln lat doszło do niezależnego powstania narządów przeznaczonych specjalnie do wytwarzania pola elektrycznego. Obecnie nauka zna blisko 350 gatunków ryb słodkowodnych i morskich, które zasługują na miano ryb elektrycznych. Jak one to robią? Okazuje się, że chociaż doszły do tego na kilka sposobów, ich narządy elektryczne mają bardzo zbliżoną budowę. Są to mianowicie zmodyfikowane i mocno unerwione mięśnie ulokowane tuż pod skórą. Najpewniej niektóre ryby  wyposażone w moc elektrocepcji odkryły ewolucyjną okazję odczytywania zaburzeń własnego pola elektrycznego. Taka możliwość wydaje się bardzo przydatna w wodach o słabej przejrzystości, w których zarówno żywe jak i nieożywione obiekty zmieniają przebieg linii pola. Przy okazji można powiadomić innych przedstawicieli własnego gatunku o swojej obecności oraz kondycji. Orientacja w przestrzeni, wyszukiwanie zdobyczy i komunikacja międzyosobnicza – taka jest właśnie rola większości narządów elektrycznych ryb. Wystarczy tylko produkować impulsy w dogodnym dla siebie rytmie. Rekordzistą jest spotykana w akwariach ryba duch Apteronotus albifrons, który wysyła impulsy z częstością 2000 na sekundę. Przypomnę – mówimy o skurczach mięśni. Szaleńczy trzepot kolibrów to maksymalnie 90 uderzeń na sekundę*.

Apteronotus albifrons blickwinkel alamy stock photo
Ryba duch Apteronotus albifrons blickwinkel / alamy stock photo.

Drobne wyładowania elektryczne, choćby nawet pomagały tworzyć obraz otoczenia w wysokiej rozdzielczości i nadawać miłosne trele, nie mogły wystarczyć ewolucji. Przecież jak już się namierzy zdobycz, to można uniemożliwić jej ucieczkę porażając nieco większym prądem. A skoro jest taka moc, to znakomicie nada się do obrony. I chociaż większość ryb elektrycznych jest niskonapięciowa, rozbudowywanie baterii narządów elektrycznych doprowadziło do osiągnięcia w nielicznych gatunkach spektakularnych wartości rzędu 600Vi 1A. Są i takie ryby elektryczne, które robią wystarczające wrażenie na ludziach napięciem rzędu kilkudziesięciu Volt. A potrafią być wredne, zabijając nawet duże przypadkiem przechodzące przez płyciznę zwierzęta. Ba, jak pokazuje poniższy film, są w stanie wychynąć z wody by poczęstować kogoś solidnym kopem. Szczęśliwie w europejskich wodach takie niespodzianki nie czyhają.

Film pochodzi z publikacji Catania K.C. PNAS 2016. Autor przytacza tam historię opisaną przez Alexandra von Humboldta, który widziałw Amazonii połów węgorzy elektrycznych. Rybacy przepędzili przez sadzawkę z rybami stado koni i mułów, by ryby uległy „rozladowaniu”.

 

* Tylko jętki swoimi skrzydełkami pracują z prędkością 2200 uderzeń na sekundę. Brzęczenie komara towarzyszy 600 uderzeniom.

Zdjęcie w nagłówku przedstawia węgorza elektrycznego z Amazonii © rava51 flickr CC by SA 2.0

Tomasz Kijewski

Jeśli chcesz wiedzieć więcej:

Catania K.C. Leaping eels electrify threats, supporting Humboldt’s account of a battle with horses PNAS 2016

Gallant J.R.  i inni: Genomic basis for the convergent evolution of electric organs; Science 2014

Nelson M.E. Electric fish; Current biology 2001

Thompson A. i inni: Rapid evolution of a voltage-gated sodium channel gene in a lineage of electric fish leads to a persistent sodium current; PLOS biology 2018

Shifman A.R. i Lewis J.E.: The complexity of high-frequency electric fields degrades electrosensory inputs: implications for the jamming avoidance response in weakly electric fish.; Journal of the Royal Society Interface 2018

Jeden komentarz na temat “Szokująca ryba”

Skomentuj

Wprowadź swoje dane lub kliknij jedną z tych ikon, aby się zalogować:

Logo WordPress.com

Komentujesz korzystając z konta WordPress.com. Wyloguj /  Zmień )

Zdjęcie na Google

Komentujesz korzystając z konta Google. Wyloguj /  Zmień )

Zdjęcie z Twittera

Komentujesz korzystając z konta Twitter. Wyloguj /  Zmień )

Zdjęcie na Facebooku

Komentujesz korzystając z konta Facebook. Wyloguj /  Zmień )

Połączenie z %s