Orientieren sich Fische elektrisch? – Die Frage des Tages

Hören, sehen, riechen, schmecken, tasten: Menschen haben verschiedene Möglichkeiten, um die Welt wahrzunehmen. Dass andere Lebewesen andere beziehungsweise weitere Möglichkeiten besitzen, ist schon länger bekannt.

So haben Forscher zum Beispiel bei Fischen wie Guppys, Schwertträgern und Buntbarschen nachgewiesen, dass sie Strahlung im Infrarotbereich sehen können. Afrikanische Elefantenrüsselfische wiederum verfügen über einen Elektrosinn. Was nehmen diese Tiere wahr?

Antwort: Weil der Elefantenrüsselfisch nachtaktiv ist und zudem in trüben Gewässern lebt, würden ihm gute Augen wenig nützen. Er benötigt eine Alternative, und diese liefert ihm ein besonderer Ortungssinn. Wie eine Forschergruppe um Martin Gottwald und Professor Gerhard von der Emde von der Universität Bonn im Fachjournal „Current Biology“ erklärt, helfen vielen Tieren mit ihren Augen wahrgenommene Farben, um andere Lebewesen oder Nahrung zu erkennen. Farbeindrücke entstehen dadurch, dass Licht, das heißt elektromagnetische Strahlung, mit unterschiedlichen Wellenlängen wahrgenommen wird. Der Elefantenrüsselfisch kann nach den Angaben der Forscher Besonderheiten von Objekten auf ähnliche Weise identifizieren, wie dies auf der Grundlage von Farbunterschieden möglich ist. Die Wissenschaftler sprechen deshalb von elektrischen Farben.

Elefantenrüsselfische verfügen in ihrer Schwanzregion über ein besonderes, aus Muskelgewebe gebildetes Organ, mit dem sie etwa 80 mal pro Sekunde kurze elektrische Pulse erzeugen. Die Haut der Tiere ist übersät von Elektrorezeptoren, das heißt Sensoren, die Informationen darüber liefern, wie die Pulse von Objekten in der Umgebung reflektiert werden. Besonders viele Rezeptoren befinden sich im Bereich des rüsselartig verlängerten Kinns.

Bonner Zoologen um Gerhard von der Emde erforschen den Elektrosinn der Fische bereits seit vielen Jahren. Schon frühere Arbeiten hatten gezeigt, dass die Tiere mit seiner Hilfe Formen und Materialien unterscheiden können. Die Forscher hatten zum Beispiel in einem Aquarium einen kleinen Würfel und eine Pyramide platziert. Schwammen die Fische zur Pyramide, wurden sie mit einer Mückenlarve belohnt. Die Lieblingsnahrung der Elefantenrüsselfische sind Zuckmückenlarven, die sich im Kies und Sand am Grund von Gewässern verstecken. Bei dem Experiment steuerten die Fische in neun von zehn Fällen zielsicher das richtige Objekt an. Andere Versuche lieferten Hinweise, dass Elefantenrüsselfische sogar das Volumen von Objekten im Wasser beurteilen können. Von der Emde erläuterte die Arbeiten so: „Ein Würfel hat ein größeres Volumen als eine gleich hohe Pyramide. Wenn wir den Würfel so stark verkleinerten, dass sein Volumen kleiner wurde als das der Pyramide, entschieden sich die Fische häufig um und schwammen zum Würfel.“ Wie sich außerdem zeigte, bereitet selbst die Unterscheidung von toten und lebenden Organismen den Tieren keine Probleme.

In der vorgestellten Studie geht die Gruppe um Gottwald und von der Emde der Frage nach, wie es den Elefantenrüsselfischen gelingt, Entfernungen abzuschätzen und Formen sowie Materialien zu unterscheiden. Von Objekten ist bekannt, dass sie die Intensität von elektrischen Signalen in charakteristischer Weise verändern. Da sich die Signalstärke aber zum Beispiel auch infolge steigender Entfernung verringern kann, reicht dies allein nach den Angaben der Wissenschaftler nicht aus, um Beutetiere eindeutig zu erkennen. Wie sie erklären, haben Lebewesen aber auch die Eigenschaft, dass sie die Form der Signale verändern. Auch hierbei gebe es einen Zusammenhang mit anderen Faktoren wie der Entfernung. Eine Möglichkeit, Objekte dennoch sicher zu erkennen, könne die Kombination der verschiedenen Signaleigenschaften liefern.

Tatsächlich verfügen Elefantenrüsselfische nach Darstellung der Forschergruppe über zwei verschiedene Arten von Elektrorezeptoren. Ein Rezeptor messe lediglich die Intensität des Signals, der andere zusätzlich dessen Form. „Wir konnten nun zeigen, dass der Fisch das Verhältnis dieser beiden Messwerte zueinander nutzt, um seine Beute zu identifizieren“, erklärt von der Emde. Entsprechende Untersuchungen machten deutlich, dass das Verhältnis der Messwerte bei Objekten eines bestimmten Typs, etwa Zuckmückenlarven oder Fischen, stets gleich ist. Das bedeutet: Faktoren wie die Entfernung spielen hierbei keine Rolle; ein Objekt wie eine Zuckmückenlarve hat stets die gleiche elektrische Farbe, die sich von der anderer Objekte wie etwa Pflanzen unterscheidet. Um ihre Erkenntnisse zu überprüfen, präsentierten die Forscher Elefantenrüsselfischen winzige Chips, die unterschiedliche elektrische Farben erzeugten. Wenn es die Farbe von Zuckmückenlarven war, schnappten die Fische reflexartig zu.

 

Ein Beitrag unserer/s Leserin/s Michael Panzer aus Briesen in Brandenburg.
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