https://frosthead.com

Videnskab viser, at elektriske ål kan springe fra vand til angreb

De lokale mænd afrundede 30 vilde heste og muldyr fra den omgivende savanne i Venezuela-sletterne og tvang dem ind i en mudret pool af vand fyldt med elektriske ål. Det var 19. marts 1800, og Alexander von Humboldt, en preussisk opdagelsesrejsende, naturforsker og geograf, var til hensigt at gennemføre et friluftseksperiment om kraften i ålenes chok. Han og hans retinue så på, da fiskene kom ud fra deres mudrede tilflugt i bunden af ​​dammen og samlet sig på vandoverfladen. Ålene skød elektriske stød, og inden for få minutter var to af hestene allerede bedøvede og druknede.

Lokalbefolkningen korrelerede fortsat de vilde heste i dammen, da ålen fortsatte med at angribe. En usandsynlig tegning, der blev produceret fire årtier senere, skildrer endda ålene, der springer lige ud af vandet, og flyver gennem luften mod flanke af bange heste.

Til sidst mistede ålen styrke og udsendte mindre strøm. Lokalbefolkningen samlet sig omkring bredden af ​​dammen og sad på de overhængende grene og harponerede ålene og trak dem ind, når de fastlagte ledninger var tørre nok til at reducere det potentielle chok.

"Det er hvad du måske kalder en stor fiskehistorie fra [von Humboldts] eventyr i Sydamerika, " siger Kenneth Catania, professor i biologiske videnskaber ved Vanderbilt Universitet og forfatteren af ​​en ny undersøgelse offentliggjort i Proceedings of the National Academy of Sciences .

elektrisk ål-illustration.jpg Denne illustration af springende ål blev offentliggjort i 1843 som forsiden af The Naturalist Library, Ichthyology, bind V, del II, the Fishes of Guiana, skrevet af Robert H. Schomburgk, en ven og protégé fra Humboldt's.

Selvom det er et centralt punkt i det andet bind af von Humboldts personlige fortælling om rejser til de ægklynge regioner i Amerika i årene 1799-1804, har den sensationalistiske karakter af opdagelsesrejseren og den tilhørende illustration hævet øjenbryn blandt de mest moderne ålbiologer.

”Jeg troede, det var vanvittigt, ” siger Catania. Elektriske ål, mens fascinerende dyr, der bruger deres chokerende kraft til at jage og beskytte sig selv, havde ikke været kendt for at springe ud af vandet eller med vilje angribe større væsener. ”Jeg gjorde ikke mener, at det sandsynligvis ville være sket. ”

Indtil han selv var vidne til det.

Mens han anbragte garn og andre ledende genstande i en ålbeholder i sit laboratorium, bemærkede han, at fiskene - især de større - lejlighedsvis fremdriver sig selv ud af vandet med halefinnerne i et eksplosivt angreb og presser mod det invaderende objekt.

Elektriske ål, som teknisk set ikke er ål, men knivefisk, er i stand til at udsende et stød på op til 600 volt - en kraft, der er mere magtfuld end en Taser - som de bruger i naturen til jagt på bytte.

Fiskene zapper også for forsvar og bedøver et potentielt rovdyr, før de skærer en hurtig flugt i floder.

"Strømmenes kraft og dybden af ​​vandet forhindrer dem i at blive fanget af indianerne, " skrev von Humboldt i sin fortælling. "De ser disse fisk sjældnere, end de føler chok fra dem, når de svømmer eller bader i floden."

Men at faktisk gå ud af deres måde at angribe et stort dyr virkede counterintuitive, indtil Catania skabte forbindelsen mellem hvad der skete i tanke og von Humboldts beretning.

Opdagelsesrejseren var på besøg i marts, hvilket normalt er den tørre sæson i Llanos, eller store sletter, i Venezuela-området. Mange af vådområderne i Llanos fordamper i løbet af denne tid og fanger vandlevende vand som elektriske ål i små damme, som ikke er i modsætning til Catanias akvarier. I begge situationer har ålene ingen steder at flygte og kan blive tvunget til lovovertrædelsen for at beskytte sig mod potentielle rovdyr.

Kredit: Ken Catania, PNAS, 2016

Så da Catania hængende ledende materialer ind i sin ålbeholder i form af ting som menneskelige arme eller krokodillehoveder, sprang knivfisken delvist ud af det lave vand og angreb, gned deres hoveder mod det invaderende objekt i flere sekunder.

I mellemtiden bekræftede biologen biologen inde i tanken, at angrebene var koordineret med en højspændings volley. "Det er vigtigt, at de ikke bare hopper tilfældigt. De følger virkelig lederen ud af vandet, " siger han. "Det er fascinerende for mig, fordi det helt klart er en meget imponerende og meget nyttig forsvarsmekanisme."

Kredit: Ken Catania, PNAS, 2016

På en måde letter ålernes aggressive opførsel Catanias job.

Tidligere ville forskere tage ål ud af vandet og lægge dem på et bord for at måle spændingen i deres strejker - en prøvelse, der langt fra var behagelig for fiskene og for forskerne, der prøvede at styre det glatte, undertiden mere end seks fod -lange elektrificerede fisk.

Von Humboldt var ikke i stand til at tage passende sikkerhedsforholdsregler i sin tid. Efter at have lagt begge fødderne på en ål, frisk trukket fra vandet, oplevede opdagelsesrejseren et "frygteligt chok", der førte til voldsom smerte i knæene og de fleste af hans led i resten af ​​dagen.

Catania har selv været chokeret ved en ulykke, mens han håndterede ålene, og selvom det er en hård styrke at beskrive i lægmandsbetingelser, siger han, at det er noget som den zap, du måske føler fra en stikkontakt.

Men gennem sin stimulerende forskning bestemte han, at ål bruger en sofistikeret følelse af elektro-modtagelse til at identificere ledere, som de sandsynligvis tolker som levende ting (de angriper normalt ikke ikke-ledere som plast).

elektrisk ål-diagram.jpg En elektrisk ål kommer ud af vandet for at chokere en simuleret rovdyr. Lysemitterende dioder drives af ålen gennem en ledende bånd foran på rekvisitten. Lysene er lysest når ålen når maksimal højde. (Ken Catania)

Nu, hvor Catania er mere fortrolig med ålenes opførsel, kan han bruge viden til sin fordel, da de svømmer op af sig selv og chokkerer en metalplade, der er bundet til et voltmeter.

Han har fundet ud, at ålene kan give et mere koncentreret chok ved at projicere ud af vandet og presse deres chin mod dyr. ”Ålen er måske ikke særlig gode til at chokere noget, der ikke er helt i vandet, så denne opførsel er løsningen, ” siger han. ”Jo højere [ålen] bliver, jo mere af denne kraft går gennem, hvad den rører ved, og jo mindre går tilbage gennem vandet fra halen. Disse ål har udviklet sig til at have en bemærkelsesværdig produktion, og det viser sig, at de har udviklet en temmelig bemærkelsesværdig opførsel til at gå sammen med det. "

Andre forskere, der var skeptiske overfor von Humboldts beretning, var også overbeviste efter at have set videoerne, Catania producerede af elektriske ål, der angreb ledere.

"I kombination med [Catania's] tidligere undersøgelser, omskriver disse resultater bogstaveligt talt bogen om, hvad vi ved om elektrisk opførsel af den elektriske ål, " siger James Albert, en biolog ved University of Louisiana i Lafayette, der har undersøgt, hvordan ål udviklede deres evnen til at bruge elektricitet til deres fordel. "Ken er en fantastisk eksperimenterende med et fint øje for at observere nuancerne i dyreopførsel."

Hvad angår von Humboldt forlod han og hans retinue den 24. marts Calabozo, "meget tilfredse" med deres ophold og de eksperimenter, de havde foretaget på et objekt "så værd at opmærksomhed fra fysiologer." Efterhånden fortsatte han med at udforske floderne Orinoco og Amazonas, blandt andre dele af Amerika, offentliggøre sine konti og diskutere dem personligt med lignende som Simón Bolívar, fremtidig befrier for store dele af det spanske Sydamerika.

Udforskerens naturalistiske arv hedres stadig i dag på flere måder, blandt andet navnet på en magtfuld bevægelse af vand, der skyder nordpå op langs kysten af ​​Chile og Peru: Humboldt-strømmen.

Videnskab viser, at elektriske ål kan springe fra vand til angreb