Fische spüren die Welt um sie herum in vielerlei Hinsicht. Während die meisten Fische Seh-, Hör-, Geschmacks- und Geruchssinne besitzen, auf die wir uns leicht beziehen können, verfügen sie auch über sensorische Mittel zur Erkennung von Reizen wie der Verdrängung von Wasserpartikeln und bei einigen Fischen über elektrische Ströme. Diese späteren Sinneswahrnehmungen nutzen die physikalischen und chemischen Eigenschaften von Wasser und arbeiten in Verbindung mit den konventionelleren Seh-, Hör-, Geschmacks- und Geruchsempfindungsmodi. Lassen Sie uns sie erkunden!

Die Seitenlinie – Um Ihnen zu helfen, die Strukturen zu visualisieren, aus denen eine Seitenlinie besteht, stellen Sie sich die Seitenlinie als Fluss vor. Bei einem Fisch ist dieser Fluss ein Seitenkanal. Der Seitenlinienkanal ist mit Endolymphe gefüllt; die gleiche Flüssigkeit, die sich in unserem Innenohr befindet. Unter dem parallel verlaufenden Fluss befindet sich Grundwasser. Dies ist an einem Fisch Nerven. An verschiedenen Stellen entlang des Flusses gibt es Quellen, die das Grundwasser mit dem Oberflächenwasser verbinden. Dieser Verbindungspunkt sind die Federköpfe, die bei Fischen als Neuromasten bezeichnet werden. Neuromasten verbinden die Nerven mit dem Seitenlinienkanal, und diese Verbindung durch die Neuromasten ermöglicht es Fischen, mechanische Veränderungen im Wasser zu spüren.

Jeder Neuromast besteht aus Haarzellen. Wie alle Haarzellen sind auch die der Seitenlinie in Haarbündeln enthalten. Die Haarbündel werden von einer Kante des Bündels zur anderen länger. Diese Haarbündel sind von einer flexiblen und geleeartigen Cupula (im Wesentlichen einer Tasse) bedeckt, die die Bündel mit Kanalflüssigkeit oder in einigen Fällen mit dem den Fisch umgebenden Wasser verbindet. Die Cupula reagiert empfindlich auf Bewegungen der wässrigen Endolymphflüssigkeit durch den Kanal. Druckänderungen biegen die Cupula und biegen wiederum die Haarzellen im Inneren.Es gibt tatsächlich zwei Hauptarten von Neuromasten in Fischen, Kanalneuromasten und oberflächliche oder freistehende Neuromasten. Kanalneuromasten befinden sich entlang der Seitenlinien in flüssigkeitsgefüllten Kanälen (dem Fluss) direkt unter der Haut, die sich normalerweise durch eine Reihe von Poren zur Umwelt öffnen. Sie können diese Poren sehen, wenn Sie die Schuppen entlang der Seitenlinie genau betrachten. Oberflächliche Neuromasten befinden sich äußerlich auf der Körperoberfläche (um Kopf, Rumpf und Schwanz). Diese Neuromasten arbeiten auf die gleiche Weise wie Kanalneuromasten, außer dass sie nicht mit Endolymphflüssigkeit in Kontakt kommen, sondern mit der äußeren Wasserumgebung in Kontakt stehen.

Wenn Fische schwimmen, erzeugen sie ein Strömungsfeld um ihren Körper. Das Querleitungssystem ist in der Lage, Verzerrungen in diesem selbst erzeugten Strömungsfeld aufgrund der Anwesenheit von Objekten zu erkennen. Die Verzerrungen verursachen Druckänderungen, die von den Neuromasten empfangen werden. Druckänderungsinformationen, die von Neuromasten empfangen werden, werden an das Gehirn weitergegeben. Durch die Integration der Informationen vieler Neuromasten können Fische verschiedene Dinge erkennen, wie Bewegung, Vibration und Druckgradienten im Wasser um sie herum. Dies spielt eine wesentliche Rolle bei Orientierung, räuberischem Verhalten, Verteidigung und sozialer Erziehung.

Zum Beispiel ist das Seitenliniensystem notwendig, um Vibrationen von Beutetieren zu erkennen und Fische in Richtung der Quelle zu orientieren, um räuberische Maßnahmen zu ergreifen. Oberflächenfütterungsfutterfische können die Oberflächenwellen erkennen, die durch kämpfende Insekten verursacht werden, die mit ihrer Seitenlinie ins Wasser gefallen sind. Sie können auch die Richtung und den Abstand zur Oberflächenwellenquelle bestimmen. Mittelwasserfische nutzen die Seitenlinie zur Erkennung bewegter Objekte. Sie können nicht nur die Bewegungsrichtung erkennen, sondern auch deren Geschwindigkeit, Größe und Form.

Elektrorezeption – Wie bereits erwähnt, haben einige Fische ein sensorisches Mittel zur Erkennung elektrischer Ströme. Elektrorezeption erleichtert die Erkennung von Beute, Objekten und wird von einigen Arten als Mittel der sozialen Kommunikation verwendet. Die Elektrorezeptionsfähigkeit wird durch Ampullen von Lorenzini ermöglicht. Die Ampullen von Lorenzini bestehen aus einer großen Pore, die mit einer geleeartigen Substanz gefüllt ist. Winzige Sinneszellen säumen die Wände jeder Pore. Diese spüren sogar schwache elektrische Impulse aus der Umgebung und übertragen die Nachricht an den sensorischen Nerv an der Basis jeder Pore. Dieser Nerv sendet Nachrichten direkt an das Gehirn, die wiederum den Fisch über Gravitationsempfindungen oder Beute in der Nähe informieren. Die Ampullen von Lorenzini sind auch in der Lage, Änderungen des Wasserdrucks und bis zu einem gewissen Grad der Temperatur zu erkennen.Elektrorezeption ist am bemerkenswertesten bei Knorpelfischen (Haie und Rochen); Es wird jedoch auch berichtet, dass sie in anderen Fischen wie Stör gefunden werden. Die Elektrorezeptionsfähigkeit von Haien ist ein wichtiges Überlebensinstrument, da sie es ihnen ermöglicht, Beute zu suchen und zu finden, selbst wenn sie sich in der Struktur oder im Sand verstecken, nur weil sie die natürlichen elektrischen Signale aller Tiere wahrnehmen.

Elektrorezeption tritt fast ausschließlich bei Wassertieren auf, ist aber nicht auf Fische beschränkt. Die meisten Amphibien sind während ihrer aquatischen Larvenphase elektrorezeptiv, und viele Arten sind als Erwachsene weiterhin elektrorezeptiv.

Quellen:

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Bleckmann, H. und R. Zelick. 2009. Seitenliniensystem der Fische, Integrative Zoologie 4: 13-25.

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Moyle, P.B. und J.J. Check, Jr. 2000. Fische: Eine Einführung in die Ichthyologie, 4. Aufl., Kapitel 10: Sinneswahrnehmung, S. 151-156.

Rezensiert von Josh Patterson, UF Fisheries and Aquatic Sciences.