Freitag, Dezember 2, 2022

Im Dunkeln ist gut munkeln

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Der afrikanische Elefantenrüsselfischer zeugt schwache elektrische Pulse, um sich in seiner Umgebung zurechtzufinden. Dieser Ortungs-Sinn weist eine erstaunliche Parallele zum Sehen auf, das hat eine Studie an der Universität Bonn gezeigt. Demnach haben verschiedene Objekte unterschiedliche elektrische „Farben“. Das nutzt der Fisch, um Zuckmücken-Larven, seine Lieblingsspeise, von anderen Kleintieren und Pflanzen zu unterscheiden

Elefantenrüsselfische sind nachtaktiv. Auf ihre Augen können sie sich daher bei der Beutesuche nicht verlassen. Das haben sie aber auch gar nicht nötig: In ihrem Schwanz tragen sie eine Art „Elektro-Taschenlampe“ mit sich. Damit erzeugen sie rund 80 Mal pro Sekunde kurze elektrische Impulse. Insbesondere am rüsselartigen Kinn ist ihre Haut übersät von Elektrorezeptoren. Das sind kleine Messfühler, mit denen die Fische messen können, wie die Impulse von der Umgebung reflektiert werden

Mit dieser Messmethode haben die Fische es zu wahrer Meisterschaft gebracht: Sie können mit ihrem Elektro-Sinn Distanzen abschätzen, Formen und Materialien voneinander unterscheiden, zwischen toten und lebendigen Objekten differenzieren. Ja, mehr noch: Sie erkennen binnen Sekundenbruchteilen, ob sich im Kies und Sand am Grunde ihres Gewässers Zuckmücken-Larven verstecken. Larven anderer Insekten verschmähen sie.

Wie sie das schaffen, war lange Zeit unklar. Zwar verändern Objekte in charakteristischer Weise die Intensität des Elektrosignals – manche vermindern es, andere reflektieren es. Das reicht aber nicht, um Beutetiere eindeutig zu erkennen. Lebewesen haben jedoch noch eine weitere Eigenschaft: Sie modifizieren zusätzlich die Form der Elektro-Impulse. Doch auch diese Signaländerung hängt von Distanz, Größe und Position ab.

Die Kombination der beiden Signaleigenschaften könnte diese Probleme lösen. Bei unserem Auge ist es ganz ähnlich: Seine Netzhaut enthält Rezeptoren für rotes, grünes und blaues Licht. Aus dem „Mischungsverhältnis“ berechnet unser Gehirn dann die Farbe des gesehenen Objekts. Und die bleibt weitgehend gleich, egal wie groß der weit
entfernt der jeweilige Gegenstand ist.

Zwei Rezeptortypen – Der Beweis, dass die Verarbeitung der elektrischen Signale bei Elefantenrüsselfischen analog zur Verarbeitung von Lichtsignalen unserer Augen geschieht, stand bisher aus. Klar ist aber, dass die Tiere über zwei verschiedene Arten von Elektrorezeptoren verfügen. Der eine misst nur die Intensität des Signals, der andere zusätzlich seine Form. „Wir konnten nun zeigen, dass der Fisch das Verhältnis dieser beiden Messwerte zueinander nutzt, um seine Beute zu identifizieren“, erklärt Prof. Dr. Gerhard von der Emde, der die Studie geleitet hat.

Zunächst ermittelten die Wissenschaftler, wie sich Intensität und Form des Ortungssignals je nach Objekttyp zueinander verhalten. „Dabei haben wir festgestellt, dass diese Relation für gleiche Objekte immer konstant ist“, sagt von der Emde. „Und zwar unabhängig von ihrer Entfernung oder anderen Umgebungs-Parametern“. Eine Zuckmücken-Larve hat demnach tatsächlich eine konstante „elektrische Farbe“. Und die unterscheidet sich deutlich von der „elektrischen Farbe“ anderer Larven, von Pflanzenteilen, Artgenossen oder auch fremden Fischen.

Die Forscher überprüften, inwiefern ihre Versuchstiere diese Information nutzten. Dazu präsentierten sie ihnen verschiedene elektronische „MiniChips“, die nur einen Durchmesser von einem Millimeter hatten. Manche Chips erzeugten unterschiedliche „elektrische Farben“. Sie leuchteten beispielsweise wie eine Zuckmücken-Larve oder andere Insekten-Larven. Andere Chips waren elektrisch ‚farblos’, ähnlich wie zum Beispiel ein Kieselsteinchen

Hunger auf Chips – Der Effekt war erstaunlich: Erschienen die Chips wie ihre Lieblingsspeise, ließen sich die Elefantenrüsselfische in 70 Prozent aller Fälle täuschen und schnappten reflexartig zu, obwohl die Fake-Mahlzeiten gar keinen beutetypischen Geruch aufwiesen. Auch nach zahlreichen Versuchen lernten die Tiere nicht, die Chips zu meiden. Anders „gefärbte“ Chips verschmähten sie dagegen weitgehend, elektrisch farblose sogar vollständig. „Das spricht möglicherweise dafür, dass die Beute-Farbe im Gehirn der Fische fest verdrahtet ist“, spekuliert von der Emde. Sinnvoll wäre das: Die elektrischen Eigenschaften von Lebewesen (und damit auch ihre Farbe) werden maßgeblich von ihrem inneren Aufbau bestimmt. Und der lässt sich nicht so einfach ändern. Es ist daher kaum möglich, dass sich eine Zuckmücken-Larve mir nichts, dir nichts eine Tarnfarbe zulegt.

Der Naturwissenschaftliche Verein zu Magdeburg von 1869 e. V. und der Aquarienverein Vallisneria e. V. laden ein: Am 12. März 2020 spricht um 19 Uhr im Kaiser Otto-Saal des Museums für Naturkunde Prof. Dr. Gerhard von der Emde aus dem Zoologischen Institut der Universität Bonn: „Im Dunkeln ist gut munkeln … Orientierung und Beutefang bei elektrischen Fischen.“ Der Eintritt ist frei

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