Sie können elektrische Felder erkennen: ScienceAlert

By | December 1, 2023

Eines der am besten erforschten Meeressäugetiere der Welt verfügt heimlich über einen übermächtigen sechsten Sinn.

Zwei Große Tümmler in Gefangenschaft (Tursiops truncatus) haben Forschern der Universität Rostock und des Tiergartens Nürnberg nun bewiesen, dass sie mit ihren langen Schnauzen schwache elektrische Felder im Wasser zuverlässig erkennen können.

Die Entdeckung legt die Möglichkeit nahe, dass einige Meeressäugetiere tatsächlich die elektrischen Ströme kleiner im Sand vergrabener Beutetiere riechen können. Sie können sogar die Fähigkeit nutzen, das Erdmagnetfeld zu spüren.

Große Tümmler auf den Bahamas, einer davon taucht im Sand nach Beute. (Shane Gross)

Bisher wurde festgestellt, dass nur ein weiteres „echtes“ Plazenta-Säugetier auf der Erde über Elektrorezeptoren verfügt. Vor etwas mehr als einem Jahrzehnt zeigten Wissenschaftler, dass der Guyana-Delfin (Sotalia guianensis) hat ein eigenes einzigartiges Elektrorezeptionssystem entwickelt – das sich von Natur aus von Fischen, Amphibien und Monotremen wie Schnabeltieren und Ameisenigeln unterscheidet.

Experimente deuten nun darauf hin, dass ausgewachsene Große Tümmler und Guayana-Delfine mit einer Reihe empfindlicher Poren an ihren Schnauzen, den sogenannten Vibrissenkrypten, etwas unheimlich Ähnliches tun können. Diese kleinen Löcher enthielten früher junge Schnurrhaare und sind äußerst empfindlich.

Vibrissale Krypten
Die leeren Poren der Vibrissenkrypten eines erwachsenen Großen Tümmlers. (Czech-Damal et al. 2012)

In Experimenten konnten Tümmler mithilfe dieser ehemaligen Schnurrhaare sehr schwache elektrische Felder von nur 2,4 und 5,5 Mikrovolt pro Zentimeter erkennen – eine Nachweisgrenze, die laut Forschern „in der gleichen Größenordnung wie die des Schnabeltiers“ liegt. ” ” und auch den guyanischen Delfinen ähnlich.

Die jüngsten Ergebnisse wurden nur von zwei im Nürnberger Zoo in Gefangenschaft gehaltenen Großen Tümmlern mit den Namen Dolly und Donna gesammelt, also fWeitere Experimente sind erforderlich, um herauszufinden, wie diese Kreaturen diesen Sinn in freier Wildbahn tatsächlich nutzen.

Es besteht jedoch Grund zu der Annahme, dass Elektrorezeptoren bei der Fütterung von Delfinen eine Rolle spielen.

In den 1990er Jahren beobachteten Forscher, wie Große Tümmler kopfüber in den Sand tauchten (manchmal bis zu ihren Brustflossen), bevor sie mit Fischen schwammen. Es wurde angenommen, dass die als „Kraterfütterung“ bezeichnete Nahrungssuchstrategie in erster Linie durch Echoortung funktioniert, doch neue Erkenntnisse deuten darauf hin, dass bei dieser Fähigkeit auch die Elektrorezeption eine Rolle spielen könnte.

Im Wasser erzeugen alle Organismen elektrische Gleichstromfelder, und wenn ein Fisch durch seine Kiemen atmet, können sich diese Felder in Wechselstromimpulse umwandeln.

Durch die passive Erkennung der DC- und AC-Felder könnten Große Tümmler und Guayana-Delfine kleine Beutetiere finden, die im Sand versteckt sind.

In Experimenten brachten Wissenschaftler in Deutschland Dolly und Donna bei, ihre Nasen an eine Metallstange mit Elektroden im Wasser zu lehnen.

Sobald der Delphin sich beruhigt hatte, präsentierte der Experimentator einen zufällig erzeugten Reiz, entweder einen elektrischen Reiz oder nichts.

Den Delfinen wurde beigebracht, fünf Sekunden, nachdem sie ein elektrisches Feld wahrgenommen hatten, von der Bar wegzuschwimmen. Wenn sie nichts spürten, blieben sie mindestens 12 Sekunden an der gleichen Stelle.

Elektrizitätsexperiment mit Delfinen
Der Versuchsaufbau mit einer Unterwasseransicht (A), einer Nahaufnahme (B) und einem Diagramm (C). (Hüttner et al., Zeitschrift für Experimentelle Biologie2023)

Über mehrere Tage hinweg reduzierten die Forscher die Intensität des angelegten elektrischen Feldes.

Als Dolly und Donna elektrischen Gleichfeldern von weniger als 125 Mikrovolt pro Zentimeter ausgesetzt wurden, entdeckten sie, wie sie die Signale mit einer Genauigkeit von 90 % erkennen konnten.

Bei nur 5,4 Mikrovolt pro Sekunde sank die Leistung von Dolly auf 50 %. Darüber hinaus sagen Forscher, dass die Delfine nicht mehr bereit waren, ihr Training fortzusetzen, und ihre Leistung einbrach.

Donna erkannte elektrische Signale bei 3 Mikrovolt pro Zentimeter immer noch mit einer Genauigkeit von etwa 80 %, aber ihre Leistung bei 2 Mikrovolt sank auf 33 %.

Selbst als die Delfine pulsierenden elektrischen Feldern ausgesetzt waren, konnten Dolly und Donna Signale von nur 28,9 Mikrovolt bzw. 11,7 Mikrovolt pro Zentimeter empfangen.

Bei den schwächeren elektrischen Feldern bemerkten die Wissenschaftler, dass Dolly ihre Schnauze hin und her schüttelte, „als suche sie nach einem elektrischen Reiz“.

Dieses „Schaukeln“ ist auch häufig bei der Kraterfütterung zu beobachten.

Die Bewegungen könnten möglicherweise die Beuteerkennung verbessern, ähnlich wie ein Schnabeltier mit seinen Elektrorezeptoren seinen eigenen Schnabel hin und her schwingt, wenn es nach einer Mahlzeit sucht.

„Unter Berücksichtigung dieser Berechnungen“, schreiben die Forscher, „deuten die in der vorliegenden Studie für Große Tümmler ermittelten Schwellenwerte darauf hin, dass sie dieselbe Fischart, die auch für Haie gilt, in einer Entfernung von 3–7 cm erkennen können.“

Im Vergleich dazu können Delfine mithilfe der Echoortung feste Objekte im Sand in einer Tiefe von bis zu 30 Zentimetern erkennen. Bei der Nahrungsaufnahme in den Kratern werden jedoch die Schnauzen und Augen der Delfine vergraben, wodurch die von der Echoortung erfassten Objekte aufgrund von Nachhall und Streueffekten möglicherweise eingeschränkt werden.

Elektrische Sinne könnten zuverlässiger sein. Sie könnten Lebewesen auch dabei helfen, sich am Erdmagnetfeld zu orientieren.

Wenn ein Delfin langsam durch einen schwachen Bereich des Erdmagnetfelds schwamm, erläutern die Forscher, könnte er theoretisch in seinem gesamten Körper ein schwaches elektrisches Feld von etwa 2,5 Mikrovolt pro Zentimeter erzeugen.

Gerade genug, um es zu erkennen.

Die Studie wurde veröffentlicht in Zeitschrift für Experimentelle Biologie.

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