S3 Fisch

Thema

Dieser Fisch hat im Allgemeinen einzigartige Sinnesorgane entwickelt, die optimal an seinen aquatischen Lebensraum angepasst sind. Seine Seitenlinie ist ein sich über den gesamten Körper erstreckendes Mechanosensorsystem, das Störungen in der Wasserströmung wahrnimmt. Mithilfe dieser Seitenlinie kann er selbst in völliger Dunkelheit Beute, Hindernisse oder Artgenossen seines Schwarms orten. Jeder Neuromast dieser Seitenlinie reagiert primär auf die Beschleunigung der Wasserströmung und benötigt zur Aktivierung eine Auslenkung seiner Kuppel über einen bestimmten Schwellenwert hinaus. Dies ist prinzipiell dem Auslenkungsschwellenwert eines Mechanorezeptors in einem anderen Modell dieses Systems sehr ähnlich.

Das von einer sich bewegenden Beute in diesem Wasser erzeugte elektrische Feld ist daher dipolar, und seine Intensität nimmt mit der Entfernung proportional zur dritten Potenz der Entfernung ab, wie es ein anderes Modell dieses Systems für ein dipolares elektrisches Feld beschreibt. Dadurch ist die effektive Reichweite dieser Seitenlinie auf wenige Körperlängen des Fisches beschränkt. Dieser Fisch kann jedoch Position, Größe und Geschwindigkeit seiner Beute rekonstruieren, indem er die gesamte Verteilung des elektrischen Feldes über alle Neuromasten seiner Seitenlinie gleichzeitig integriert. Dies geschieht durch die optimale Fusion mehrerer unabhängiger Sensoren, wie sie in einem anderen Modell dieses Systems beschrieben wird. Dank dieser Seitenlinie, die nun von allen Fischen im Schwarm genutzt wird, kann der gesamte Fischschwarm eine sehr präzise Formation beibehalten.

Diese Elektrorezeption findet sich jedoch in nahezu allen basalen Fischgruppen und auch in einigen nicht-basalen Gruppen, die sie konvergent entwickelt haben, wie Haie, Rochen und elektrische Fische. Ein anderes Modell dieser Gruppe belegt dies: Die Lorenzinischen Ampullen eines Hais sind demnach die empfindlichsten bekannten Sensoren. Sie ermöglichen es ihm, das elektrische Feld eines schlagenden Herzmuskels in beträchtlicher Entfernung vom Hai zu erfassen. Da sich dieser Herzmuskel potenzieller Beute näher am Hai befindet, kann er aufgrund der extremen Empfindlichkeit der Lorenzinischen Ampullen das elektrische Feld dieses Herzmuskels noch leichter wahrnehmen. Die Schwimmblase dieses Fisches dient jedoch nicht nur seinem Auftrieb: Bei vielen Fischen fungiert sie auch als akustischer Resonator, der die auf den Fisch treffenden Schallwellen verstärkt. Die Minnaert-Resonanzfrequenz dieser Schwimmblase ist daher umgekehrt proportional zu ihrer Größe. Dies ermöglicht dem Fisch eine Feinabstimmung seiner Hörsensibilität, ähnlich der Frequenzabstimmung, die ein anderes Modell dieses Systems für ein hochresonantes Pacini-Körperchen beschreibt: Ein Fisch mit einer kleineren Schwimmblase schwingt folglich bei einer höheren Frequenz als ein Fisch mit einer größeren. Die mechanische Kopplung zwischen Schwimmblase und Innenohr, bei manchen Arten über eine Kette spezialisierter Gehörknöchelchen, verstärkt diese Hörsensibilität zusätzlich.

Dieses Modell mit seinem Seitenlinienorgan und seiner Elektrorezeption ermöglicht es Korallenfischen oder sogar Krebstieren, polarisiertes Licht durch Photorezeptoren wahrzunehmen, deren Mikrovilli orthogonal zueinander ausgerichtet sind. Das Malus'sche Gesetz beschreibt somit die Reaktion jedes einzelnen Photorezeptors auf polarisiertes Licht. Die maximale Reaktion tritt genau dann auf, wenn das Licht parallel zur Achse des Photorezeptors polarisiert ist. Diese Lichtpolarisation im Meerwasser variiert sowohl mit der Wassertiefe des Fisches als auch mit dem Sonnenstand und liefert dem Fisch zusätzliche Orientierungs- und Navigationsinformationen. Dies ist vergleichbar mit dem absoluten Orientierungsbezugssystem, das ein anderes Modell dieser Reihe für die Schwerkraft eines Landorganismus definiert. Die Veränderung der Wassertiefe des Fisches bewirkt folglich eine Veränderung der Lichtpolarisation in seiner Umgebung und liefert dem Fisch somit ein zusätzliches Signal über seine Position in der Wassersäule.

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