Electrophorus electricus
|
|
| Electrophorus electricus | |
|---|---|
| Elektrisk ål vid New England Aquarium , USA | |
| klassificering | |
| Rike: | Animalia |
| Provins: | Chordata |
| Klass: | Actinopterygii |
| Beställa: | Gymnotiformes |
| Familj: | Gymnotidae |
| Släkte: | Elektrofor |
| Arter: |
E. electricus
|
| Binomialt namn | |
|
Electrophorus electricus ( Linné , 1766)
|
|
| Synonymer | |
|
Gymnotus electricus |
|
Electrophorus electricus är den mest kända arten av elektrisk ål . Det är en sydamerikansk elfisk . Fram till upptäckten av ytterligare två arter 2019 klassificerades släktet som det monotypiska , med denna art den enda i släktet. Trots namnet är det inte en ål , utan snarare en knivfisk . Det anses vara en sötvattensteleost som innehåller en elektrogen vävnad som producerar elektriska urladdningar.
Taxonomisk historia
Arten har omklassificerats flera gånger. När Carl Linné ursprungligen beskrevs av Carl Linnaeus 1766, använde han namnet Gymnotus electricus , vilket placerade det i samma släkte som Gymnotus carapo (bandad knivfisk) som han hade beskrivit flera år tidigare. Det var bara omkring ett sekel senare, 1864, som den elektriska ålen flyttades till sitt eget släkte Electrophorus av Theodore Gill .
I september 2019, David de Santana et al. föreslog en uppdelning av släktet i tre arter baserat på DNA-divergens, ekologi och habitat, anatomi och fysiologi samt elektrisk förmåga: E. electricus , E. voltai sp. nov. och E. varii sp. nov. Studien fann E. electricus var systerarten till E. voltai , med båda arterna divergerande under Pliocen .
Anatomi
E. electricus har en långsträckt, cylindrisk kropp som vanligtvis växer till cirka 2 m (6 fot 7 in) i längd och 20 kg (44 lb) i vikt, vilket gör dem till den största av Gymnotiformes . Deras färg är mörkgråbrun på ryggen och gul eller orange på magen. Mogna honor har en mörkare buk. De har inga vågar. Munnen är fyrkantig och placerad i slutet av nosen. Analfenan förlänger kroppens längd till svansspetsen. Som hos andra ostariophysanfiskar har simblåsan två kammare. Den främre kammaren är ansluten till innerörat av en serie små ben som härrör från nackkotor som kallas Weberian-apparaten , vilket avsevärt förbättrar dess hörförmåga. Den bakre kammaren sträcker sig längs hela kroppens längd och upprätthåller fiskens flytförmåga.
E. electricus har ett vaskulariserat andningssystem med gasutbyte som sker genom epitelvävnad i dess munhåla . Som obligatoriska luftandare E. electricus stiga upp till ytan var tionde minut eller så för att andas in innan han återvänder till botten. Nästan åttio procent av det syre som fisken använder får man på detta sätt.
Fysiologi
E. electricus har tre par bukorgan som producerar elektricitet: huvudorganet, Hunters organ och Sachs organ. Dessa organ upptar en stor del av dess kropp och ger den elektriska ålen förmågan att generera två typer av elektriska organurladdningar : lågspänning och högspänning. Dessa organ är gjorda av elektrocyter , uppradade så att en ström av joner kan flöda genom dem och staplade så att var och en bidrar till en potentialskillnad. De tre elektriska organen är utvecklade från muskler och uppvisar flera biokemiska egenskaper och morfologiska egenskaper hos muskelsarcolemma; de finns symmetriskt längs båda sidor om ålen.
När ålen hittar sitt byte skickar hjärnan en signal genom nervsystemet till elektrocyterna. Detta öppnar jonkanalerna , låter natrium strömma igenom, vilket vänder polariteten tillfälligt. Genom att orsaka en plötslig skillnad i elektrisk potential genererar den en elektrisk ström på ett sätt som liknar ett batteri , där staplade plattor var och en producerar en elektrisk potentialskillnad. Elektriska ålar är också kapabla att kontrollera sina bytes nervsystem med sina elektriska förmågor; genom att kontrollera offrets nervsystem och muskler via elektriska pulser kan de hindra bytet från att fly eller tvinga det att röra sig så att de kan lokalisera dess position.
Elektriska ålar använder elektricitet på flera sätt. Låga spänningar används för att känna av den omgivande miljön. Höga spänningar används för att upptäcka byten och, separat, bedöva dem, varvid den elektriska ålen applicerar ett sugmatande bett.
Sachs organ är förknippat med elektrolokalisering . Inuti organet finns många muskelliknande celler, kallade elektrocyter. Varje cell producerar 0,15 V, cellerna staplas i serie för att göra det möjligt för organet att generera nästan 10 V vid cirka 25 Hz i frekvens. Dessa signaler sänds ut av huvudorganet; Jägarens organ kan avge signaler med hastigheter på flera hundra hertz.
Det finns flera fysiologiska skillnader mellan de tre elektriska organen, vilket gör att de kan ha mycket olika funktioner. Det elektriska huvudorganet och starkspänningsdelen av Hunters orgel är rika på calmodulin , ett protein som är involverat i högspänningsproduktion. Dessutom har de tre organen olika mängder Na+/K+-ATPas , som är en Na+/K+ jonpump som är avgörande för spänningsbildningen. Huvud- och Hunters organ har ett högt uttryck av detta protein, vilket ger det en hög känslighet för förändringar i jonkoncentration, medan Sachs organ har ett lågt uttryck av detta protein.
Den typiska effekten är tillräcklig för att bedöva eller avskräcka praktiskt taget alla djur. Ålarna kan variera intensiteten på den elektriska urladdningen, använda lägre urladdningar för jakt och högre intensiteter för att bedöva byten eller försvara sig. De kan också koncentrera flytningen genom att krypa ihop sig och få kontakt på två punkter längs kroppen. När de är upprörda kan de producera dessa intermittenta elektriska stötar under minst en timme utan att tröttna. [ citat behövs ]
E. electricus har också högfrekventa känsliga tuberösa receptorer, som är fördelade fläckvis över kroppen. Denna funktion är tydligen användbar för att jaga andra Gymnotiformes. E. electricus har varit framträdande i studiet av bioelektricitet sedan 1700-talet . Arten är av visst intresse för forskare, som använder dess acetylkolinesteras och adenosintrifosfat .
Trots att den är den först beskrivna arten i släktet och därmed det mest kända exemplet, har E. electricus faktiskt den svagaste maximala spänningen av de tre arterna i släktet, på endast 480 volt (till skillnad från 572 volt i E. varii och 860 volt i E. voltai ).
Ekologi och livshistoria
Livsmiljö
E. electricus är begränsad till sötvattenmiljöer i Guyana-skölden . Populationer i Amazonasbassängen , den brasilianska skölden och andra delar av Guyanaskölden tros nu tillhöra E. varii och E. voltai .
Foderekologi
E. electricus livnär sig på ryggradslösa djur , även om vuxna ålar också kan äta fisk och små däggdjur , såsom råttor . Förstfödda kläckningar äter andra ägg och embryon från senare klor . Ungdomarna äter ryggradslösa djur, såsom räkor och krabbor .
Fortplantning
E. electricus är känt för sitt ovanliga avelsbeteende. Under torrperioden gör en ålhane ett bo av sin saliv där honan lägger sina ägg. Så många som 3 000 ungar kläcks från äggen i ett bo. Hanar växer till att bli större än honor med cirka 35 cm (14 tum).
Vidare läsning
- Catania, Kenneth C., "The Shocking Predatory Strike of the Electric Eel", Science , Vol.346, No.6214, (5 december 2014), s. 1231–1234.
- Catania, KC, "Leaping Eels Electrify Threats, Supporting Humboldt's Account of a Battle with Horses", Proceedings of the National Academy of Sciences , Vol.113, No.13 (21 juni 2016), s.6979-6984.
- Catania, Kenneth C. (2017). "Kraftöverföring till en människa under en elektrisk åls chockerande språng" . Aktuell biologi . 27 (18): 2887–2891.e2. doi : 10.1016/j.cub.2017.08.034 . PMID 28918950 .
- Finger S., "Dr. Alexander Garden, a Linnaean in Colonial America, and the Saga of Five 'Electric Eels'", Perspectives in Biology and Medicine , Vol.53, No.3, (sommaren 2010), s. 388– 406.
- Finger, S. & Piccolino, M., The Shocking History of Electric Fishes: From Ancient Epochs to the Birth of Modern Neurophysiology, Oxford University Press, (New York), 2011.
- Gervais, R (2017). "Fenomenologisk förståelse och elektriska ålar" . Teori . 32 (3): 293–302. doi : 10.1387/theoria.17294 .
- Plumb, G., "The 'Electric Stroke' and the 'Electric Spark': Anatomists and Eroticism at George Bakers Electric Eel Exhibition in 1776 and 1777", Endeavour , Vol.34, No.3, (september 2010), s. 87–94.
- Traeger, LL; Sabat, G.; Barrett-Wilt, GA; Wells, GB; Sussman, MR (juli 2017). "En svans av två spänningar: Proteomisk jämförelse av den elektriska ålens tre elektriska organ" . Vetenskapens framsteg . 3 (7): e1700523. Bibcode : 2017SciA....3E0523T . doi : 10.1126/sciadv.1700523 . PMC 5498108 . PMID 28695212 .
- Turkel, WJ, Spark from the Deep: How Shocking Experiments with Strongly Electric Fish Powered Scientific Discovery , Johns Hopkins University Press, (Baltimore), 2013.
externa länkar
-
Data relaterade till Electrophorus electricus på Wikispecies -
Media relaterade till Electrophorus electricus på Wikimedia Commons - Utbildningsfilm från 1954 om den elektriska ålen från Moody Institute of Science
