Electrophorus electricus -Electrophorus electricus
Electrophorus electricus | |
---|---|
Elektrický úhoř v New England Aquarium , Spojené státy americké | |
Vědecká klasifikace | |
Království: | Animalia |
kmen: | Chordata |
Třída: | Actinopterygii |
Objednat: | Gymnotiformes |
Rodina: | Gymnotidae |
Rod: | Elektrofor |
Druh: |
E. electricus
|
Binomické jméno | |
Electrophorus electricus ( Linné , 1766)
|
|
Synonyma | |
Gymnotus electricus |
Electrophorus electricus je nejznámější druh elektrického úhoře . Jde o jihoamerickou elektrickou rybu . Až do objevení dvou dalších druhů v roce 2019 byl rod klasifikován jako monotypický , přičemž tento druh je jediným v rodu. Navzdory jménu se nejedná o úhoře , ale spíše o nožíka . Je považován za sladkovodní teleost , který obsahuje elektrogenní tkáň, která produkuje elektrické výboje.
Taxonomická historie
Druh byl několikrát překlasifikován. Když Carl Linnaeus původně popsal v roce 1766, použil jméno Gymnotus electricus , čímž jej zařadil do stejného rodu jako Gymnotus carapo (páskovaný nožík), který popsal o několik let dříve. Teprve asi o století později, v roce 1864, byl elektrický úhoř přesunut do vlastního rodu Electrophorus Theodorem Gillem .
V září 2019 David de Santana a spol. navrhl rozdělení rodu do tří druhů na základě divergence DNA, ekologie a stanoviště, anatomie a fyziologie a elektrických schopností: E. electricus , E. voltai sp. nov. a E. varii sp. listopad. Studie zjistila, že E. electricus je sesterským druhem E. voltai , přičemž oba druhy se během pliocénu rozcházejí .
Anatomie
E. electricus má podlouhlé, válcovité tělo, typicky rostoucí na asi 2 m (6 stop 7 palců) na délku a 20 kg (44 lb) na váhu, což je činí největšími z Gymnotiformes . Jejich zbarvení je tmavě šedohnědé na hřbetě a žluté nebo oranžové na břiše. Dospělé samice mají tmavší břicho. Nemají šupiny. Ústa jsou čtvercová a umístěná na konci čenichu. Anální ploutev sahá po délce těla až ke špičce ocasu. Stejně jako u jiných ryb ostariofysanů má plavecký měchýř dvě komory. Přední komora je spojena s vnitřním uchem řadou malých kůstek odvozených z krčních obratlů nazývaných Weberův aparát , což značně zvyšuje jeho sluchovou schopnost. Zadní komora se táhne po celé délce těla a udržuje vztlak ryby.
E. electricus má vaskularizovaný dýchací systém s výměnou plynů přes epiteliální tkáň v jeho bukální dutině . Jako obligátní dýchači musí E. electricus vystoupit na hladinu každých deset minut, aby se nadechl, než se vrátí na dno. Tímto způsobem se získá téměř osmdesát procent kyslíku , který ryby spotřebují.
Fyziologie
E. electricus má tři páry břišních orgánů, které produkují elektřinu: hlavní orgán, Hunterův orgán a Sachsův orgán. Tyto orgány zabírají velkou část jeho těla a dávají elektrickému úhořovi schopnost generovat dva typy elektrických orgánových výbojů : nízké napětí a vysoké napětí. Tyto orgány jsou vyrobeny z elektrocytů , seřazených tak, aby jimi mohl proudit proud iontů, a naskládané tak, aby každý z nich zvýšil potenciálový rozdíl. Tyto tři elektrické orgány jsou vyvinuty ze svalu a vykazují několik biochemických vlastností a morfologických rysů svalového sarkolemy; nacházejí se symetricky po obou stranách úhoře.
Když úhoř najde svou kořist, mozek vyšle signál přes nervový systém do elektrocytů. Tím se otevřou iontové kanály, které umožní sodíku protékat, přičemž se na okamžik změní polarita. Tím, že způsobí náhlý rozdíl v elektrickém potenciálu , generuje elektrický proud podobným způsobem jako baterie , ve které každá naskládaná deska vytváří rozdíl elektrického potenciálu. Električtí úhoři jsou také schopni svými elektrickými schopnostmi ovládat nervový systém své kořisti; ovládáním nervového systému a svalů své oběti elektrickými impulsy mohou zabránit kořisti v úniku nebo ji přinutit k pohybu, aby mohli lokalizovat její polohu.
Električtí úhoři využívají elektřinu mnoha způsoby. Nízká napětí se používají ke snímání okolního prostředí. Vysoké napětí se používá k detekci kořisti a samostatně ji omráčí, v tomto okamžiku elektrický úhoř aplikuje sací krmné kousnutí.
Sachsův orgán je spojen s elektrolokací . Uvnitř orgánu je mnoho buněk podobných svalům, nazývané elektrocyty. Každá buňka produkuje 0,15 V, buňky jsou naskládány do série, aby orgán mohl generovat téměř 10 V při frekvenci přibližně 25 Hz. Tyto signály jsou vydávány hlavním orgánem; Hunterův orgán může vysílat signály rychlostí několika stovek hertzů.
Mezi třemi elektrickými orgány existuje několik fyziologických rozdílů, které jim umožňují mít velmi odlišné funkce. Hlavní elektrický orgán a vysokonapěťová část Hunterova orgánu jsou bohaté na kalmodulin , protein, který se podílí na produkci vysokého napětí. Kromě toho mají tyto tři orgány různá množství Na+/K+-ATPázy , což je Na+/K+ iontová pumpa, která je rozhodující při tvorbě napětí. Hlavní a Hunterův orgán mají vysokou expresi tohoto proteinu, což mu dává vysokou citlivost na změny koncentrace iontů, zatímco Sachsův orgán má nízkou expresi tohoto proteinu.
Typický výkon je dostatečný k omráčení nebo odrazení prakticky jakéhokoli zvířete. Úhoři mohou měnit intenzitu elektrického výboje, přičemž nižší výboje používají k lovu a vyšší intenzity k omráčení kořisti nebo k obraně. Mohou také soustředit výboj tím, že se stočí a vytvoří kontakt ve dvou bodech podél jeho těla. Když jsou rozrušené, dokážou produkovat tyto přerušované elektrické šoky po dobu nejméně jedné hodiny, aniž by se unavily.
E. electricus má také hlízové receptory citlivé na vysokou frekvenci, které jsou rozmístěny v ploškách po těle. Tato funkce je zjevně užitečná pro lov jiných Gymnotiformes. E. electricus byl prominentní ve studiu bioelektřiny od 18. století . Tento druh je zajímavý pro výzkumníky, kteří využívají jeho acetylcholinesterázu a adenosintrifosfát .
Přestože je E. electricus prvním popsaným druhem v rodu a tedy nejznámějším příkladem, E. electricus má ve skutečnosti nejslabší maximální napětí ze všech tří druhů v rodu, pouze 480 voltů (oproti 572 voltům u E. varii a 860 voltům v E. voltai ).
Ekologie a historie života
Místo výskytu
E. electricus je omezen na sladkovodní stanoviště v Guyanském štítu . Předpokládá se, že populace v povodí Amazonky , Brazilském štítu a dalších částech Guyanského štítu patří E. varii a E. voltai .
Ekologie krmení
E. electricus se živí bezobratlými , ačkoli dospělí úhoři mohou konzumovat také ryby a malé savce , jako jsou krysy . Prvorozená vylíhlá mláďata požírají další vejce a embrya z pozdějších snůšek . Mláďata jedí bezobratlé, jako jsou krevety a krabi .
Reprodukce
E. electricus je známý svým neobvyklým chovným chováním. V období sucha si samec úhoře dělá ze slin hnízdo, do kterého samice klade vajíčka. Z vajec se v jednom hnízdě vylíhne až 3000 mláďat. Samci jsou větší než samice asi o 35 cm (14 palců).
Reference
Další čtení
- Catania, Kenneth C., „Šokující dravý úder elektrického úhoře“, Science , Vol.346, No.6214, (5. prosince 2014), s. 1231–1234.
- Catania, KC, "Skákající úhoři elektrizují hrozby, podporující Humboldtův popis bitvy s koňmi", Proceedings of the National Academy of Sciences , Vol.113, No.13 (21 June 2016), pp.6979-6984.
- Catania, Kenneth C. (2017). „Přenos síly na člověka během šokujícího skoku elektrického úhoře“ . Současná biologie . 27 (18): 2887–2891.e2. doi : 10.1016/j.cub.2017.08.034 . PMID 28918950 .
- Finger S., "Dr. Alexander Garden, Linnéan v koloniální Americe a sága o pěti 'elektrických úhořích'", Perspectives in Biology and Medicine , Vol.53, No.3, (léto 2010), str. 388– 406.
- Finger, S. & Piccolino, M., Šokující historie elektrických ryb: Od starověkých epoch po zrození moderní neurofyziologie , Oxford University Press, (New York), 2011.
- Gervais, R (2017). „Fenomenologické porozumění a električtí úhoři“ . Theoria . 32 (3): 293–302. doi : 10.1387/theoria.17294 .
- Plumb, G., „The 'Electric Stroke' and the 'Electric Spark': Anatomists and Eroticism at George Baker's Electric Eel Exhibition in 1776 and 1777“, Endeavour , Vol.34, No.3, (září 2010), str. 87–94.
- Traeger, LL; Sabat, G.; Barrett-Wilt, GA; Wells, GB; Sussman, MR (červenec 2017). „Ocas dvou napětí: Proteomické srovnání tří elektrických orgánů elektrického úhoře“ . Vědecké pokroky . 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.
externí odkazy
- Údaje týkající se Electrophorus electricus na Wikispecies
- Média související s Electrophorus electricus na Wikimedia Commons
- Vzdělávací film o elektrickém úhořovi z roku 1954 z Moody Institute of Science