Электрофорус электрический -Electrophorus electricus

Электрофорус электрический
Электрический угорь.jpg
Электрический угорь в Аквариуме Новой Англии , США
Научная классификация редактировать
Царство: Анималия
Тип: Хордовые
Учебный класс: актиноптеригии
Заказ: Гимнотиформы
Семья: Гимнотиды
Род: Электрофорус
Разновидность:
Э. электрический
Биномиальное имя
Электрофорус электрический
( Линней , 1766 г.)
Синонимы

Гимнотус электрический

Electrophorus electricus — самый известный вид электрического угря . Это южноамериканская электрическая рыба . До открытия двух дополнительных видов в 2019 году род классифицировался как монотипный , причем этот вид был единственным в роду. Несмотря на название, это не угорь , а рыба- нож . Он считается пресноводным костистым организмом , который содержит электрогенную ткань, производящую электрические разряды.

Таксономическая история

Вид несколько раз переклассифицировали. Первоначально описанный Карлом Линнеем в 1766 году, он использовал название Gymnotus electricus , поместив его в тот же род, что и Gymnotus carapo (полосатая рыба-нож), которую он описал несколькими годами ранее. Лишь столетие спустя, в 1864 году, Теодор Гилл перевел электрического угря в отдельный род Electrophorus .

В сентябре 2019 года Дэвид де Сантана и соавт. предложил разделить род на три вида на основе дивергенции ДНК, экологии и среды обитания, анатомии и физиологии, а также электрических способностей: E. electricus , E. voltai sp. nov. и E. varii sp. ноябрь Исследование показало, что E. electricus является сестринским видом E. voltai , причем оба вида дивергировали в течение плиоцена .

Анатомия

Сравнение трех видов Electrophorus

E. electricus имеет удлиненное цилиндрическое тело, обычно вырастающее примерно до 2 м (6 футов 7 дюймов) в длину и 20 кг (44 фунта) в весе, что делает их самыми крупными из Gymnotiformes . Их окраска темно-серо-коричневая на спине и желтая или оранжевая на брюхе. Зрелые самки имеют более темное брюшко. У них нет весов. Рот квадратный и расположен на конце рыла. Анальный плавник простирается по всей длине тела до кончика хвоста. Как и у других остариофизановых рыб, плавательный пузырь имеет две камеры. Передняя камера связана с внутренним ухом серией мелких костей, происходящих из шейных позвонков, называемых веберианским аппаратом , что значительно улучшает его слуховые способности. Задняя камера проходит по всей длине тела и обеспечивает плавучесть рыбы.

E. electricus имеет васкуляризированную дыхательную систему с газообменом, происходящим через эпителиальную ткань в ротовой полости . Как обязательные дышащие воздухом, E. electricus должны подниматься на поверхность каждые десять минут или около того, чтобы вдохнуть, прежде чем вернуться на дно. Таким образом получают почти восемьдесят процентов кислорода , потребляемого рыбой.

физиология

Дополнительная информация: Электрический угорь § Электрофизиология

E. electricus имеет три пары органов брюшной полости, производящих электричество: главный орган, орган Хантера и орган Сакса. Эти органы занимают большую часть его тела и дают электрическому угрю возможность генерировать два типа разрядов электрических органов : низковольтные и высоковольтные. Эти органы состоят из электроцитов , выстроенных таким образом, чтобы через них мог протекать ток ионов, и сложенных таким образом, чтобы каждый из них добавлял разность потенциалов. Три электрических органа развиваются из мышц и демонстрируют несколько биохимических свойств и морфологических особенностей мышечной сарколеммы; они расположены симметрично по обеим сторонам угря.

Когда угорь находит свою добычу, мозг посылает сигнал через нервную систему к электроцитам. Это открывает ионные каналы, позволяя натрию течь, мгновенно меняя полярность. Вызывая внезапную разницу в электрическом потенциале , он генерирует электрический ток подобно батарее , в которой каждая из пластин, сложенных друг на друга, создает разность электрических потенциалов. Электрические угри также способны контролировать нервную систему своей жертвы с помощью своих электрических способностей; контролируя нервную систему и мышцы своей жертвы с помощью электрических импульсов, они могут удерживать жертву от побега или заставлять ее двигаться, чтобы определить ее положение.

Электрические угри используют электричество несколькими способами. Низкие напряжения используются для восприятия окружающей среды. Высокое напряжение используется для обнаружения добычи и, отдельно, для ее оглушения, после чего электрический угорь применяет всасывающий укус.

Анатомия электрических органов электрического угря

Орган Сакса связан с электролокацией . Внутри органа находится множество мышечных клеток, называемых электроцитами. Каждая клетка вырабатывает 0,15 В, причем клетки расположены последовательно, чтобы орган мог генерировать около 10 В с частотой около 25 Гц. Эти сигналы испускаются главным органом; Орган Хантера может излучать сигналы с частотой в несколько сотен герц.

Между тремя электрическими органами есть несколько физиологических различий, которые позволяют им выполнять очень разные функции. Главный электрический орган и сильновольтная часть органа Хантера богаты кальмодулином , белком, участвующим в производстве высокого напряжения. Кроме того, в трех органах имеется различное количество Na+/K+-АТФазы , которая представляет собой ионный насос Na+/K+, играющий решающую роль в формировании напряжения. Основной и Хантеровский органы имеют высокую экспрессию этого белка, что придает ему высокую чувствительность к изменениям концентрации ионов, тогда как орган Сакса имеет низкую экспрессию этого белка.

Типичной мощности достаточно, чтобы оглушить или отпугнуть практически любое животное. Угри могут варьировать интенсивность электрического разряда, используя более низкие разряды для охоты и более высокие интенсивности для оглушения добычи или самозащиты. Они также могут концентрировать разряд, свернувшись клубочком и вступая в контакт в двух точках вдоль его тела. Когда они взволнованы, они могут производить эти прерывистые удары током в течение как минимум часа, не утомляясь.

E. electricus также обладает высокочастотно-чувствительными бугорчатыми рецепторами, которые распределены участками по всему телу. Эта особенность, по-видимому, полезна для охоты на других Gymnotiformes. E. electricus занимает видное место в изучении биоэлектричества с 18 века . Этот вид представляет некоторый интерес для исследователей, которые используют его ацетилхолинэстеразу и аденозинтрифосфат .

Несмотря на то, что это первый описанный вид в роду и, следовательно, самый известный пример, E. electricus на самом деле имеет самое слабое максимальное напряжение из трех видов в этом роде, всего 480 вольт (в отличие от 572 вольт у E. varii и 860 вольт) . в Е. voltai ).

Экология и история жизни

Электрический угорь в Аквариуме Новой Англии

Среда обитания

E. electricus ограничен пресноводными местообитаниями на Гвианском щите . В настоящее время считается, что популяции в бассейне Амазонки , Бразильского щита и других частях Гвианского щита принадлежат к E. varii и E. voltai .

Экология кормления

E. electricus питается беспозвоночными , хотя взрослые угри могут также потреблять рыбу и мелких млекопитающих , таких как крысы . Вылупившиеся первенцы поедают другие яйца и эмбрионы из более поздних кладок . Молодь питается беспозвоночными, такими как креветки и крабы .

Воспроизведение

E. electricus известен своим необычным поведением при размножении. В сухой сезон самец угря делает из своей слюны гнездо, в которое самка откладывает яйца. Из яиц в одном гнезде вылупляется до 3000 детенышей. Самцы вырастают крупнее самок примерно на 35 см (14 дюймов).

использованная литература

дальнейшее чтение

внешние ссылки