Pezsgő vízi élet

Sokat zsibbasztottam már nyájas olvasóimat, és régi ígéretemhez hűen a sorozatot most le is kerekítem a zsibbasztó halak működéséről szóló rövid beszámolóval.

1 del_amerikai_keshal

Dél-amerikai késhal

A konvergens evolúció iskolapéldájaként halak olyan, egymástól földrajzilag és fejlődéstanilag különböző csoportjai[1], mint a dél-amerikai (leginkább amazóniai) elektromoskéshal-alakúak (Gymnotiformes) rendje, az afrikai csőrösszájúhal-félék (Mormyridae, vulgo elefánthalak) családja[2], vagy a dél-amerikai nyikorgó harcsák családja (Mochokidae)[3], vagy a Gymnarchus nem egyetlen faja, a Gymnarchus niloticus, vagy a meleg égövön általánosan elterjedt elektromosrája-alakúak (Torpediniformes) rendje, fejlesztett ki elektromosságot.

2 Campylomormyrus_phantasticus

Campylomormyrus phantasticus

A számos faj, mely ezekbe a csoportokba tartozik, nem mind támadóeszközül használja az áramfejlesztést. Túlnyomó többségük kisfeszültségű jeleket fejleszt, melyek alapján tájékozódik. Két család van, amely kíméletlenül csapkod villámaival, mégpedig az elektromoskéshal-alakúak közé tartozó elektromoskéshal-félék (Gymnotidae, régi nevükön csupaszangolna-félék), és az elektromosrája-alakúak sorait erősítő zsibbasztórája-félék (Torpedinidae) családja. Az elektromos impulzusokat előállító sejtek testméretük tekintélyes részét is kiteszik, így nem csodálhatjuk, hogy a fél métertől másfél méteresre növő zsibbasztó ráják által generált feszültség a maga 50-200 voltjával jóval alatta marad az impozáns méretű (és tudományos nevű), majdnem két méteres elektromos angolna (Electrophorus electricus) maga 6-700 voltot is elérő csúcsfeszültségének.[4]

3 amazon-eel

Elektromos angolna

A hasonló felépítést ennek megfelelően a csupaszangolna-féléken érdemes tanulmányoznunk.


A csupasz a „csupa” és a „kopasz” elegyedéséből létrejött szó, az angolna a latin anguillából a capella – „kápolna”, ampulla – „ámpolna” képzéseknek megfelelő alak.[5]

5 AnguillaA karibi Anguilla angol szigetének nevét a sziget angolna alakja alapján Kolumbusz Kristóf (1451? – 1506) adta.[6] A latin szó az indoeurópai h-eng, „vízi féreg” származéka a görög ἔγχελυς (enkelys) közvetítésével.

4 fazekas_mihaly_gimnaziumA család neve, a Gymnotidae az indoeurópai nogw, csupasz szóra vezethető vissza, mely az angol naked ősforrása is[7], továbbá a mi „gimnáziumunké”, mely eredetileg tornatermet jelentett, és tornászni a görög edzőtermekben, a gymnasionokban meztelenül (gymnos) volt szokás.[8]


A zsibbasztó ráják és az elektromos angolna első tudományos igényű vizsgálatára az 1770-es években került sor, részben az akkor még ifjú Alessandro Volta gróf (1745 – 1827), részint Benjamin Franklin (1706 – 1790) elektromossággal kapcsolatos vizsgálatainak inspirációjára. A skót John Hunter (1728 – 1793), az angol John Walsh (1726 – 1795) és a híres amerikai-angol politikus, Hugh Williamson (1735 – 1819) az elektromosságot fejlesztő szerveket helyesen írták le.[9]

7 William_Blake_Cover_An_Elegy_Set_to_Music_by_Thomas_Commins_J_Fentum_publ_Jul_1_1786

Commins dalai Home zenéjével, Blake borítójával

Apróság: Hunter felesége, Anne Home (1742 –1821), ismert költőnő volt, Haydn (1732 – 1809) bizonyára legnépszerűbb dalának, a Hableány dalának is (más Haydn-dalok mellett) ő a szövegírója. Egy különleges felfogásban:

valaszto

Anélkül, hogy a működés élettani magyarázatát fel tudták volna tárni, megállapították, hogy sorba kapcsolt, akkumulátorként működő számtalan telep közös agyi irányítású kisütése vezet a sokkhatáshoz. Az emberi konstrukciók közül leginkább az azonos elven működő Erwin Otto Marx (1893 – 1980)-kaszkád (1924) hasonlítható hozzá.[10]

6 High-Voltage_Impulse_Test_System

Egyfelől meglepően hosszúnak tűnik az az idő, ami a hatásmechanizmus részletes leírásáig eltelt: az ukrajnai születésű német Hans Werner Lissmann (1909 – 1995) 1951-ben jelentette meg Continuous Electrical Signals from the Tail of a Fish, Gymnarchus niloticus (Folytonos elektromos jelek a Gymnarchus niloticus farkából) című cikkét.[11] Másfelől mégiscsak nagyszabású teljesítményről van szó, hiszen a jelenség alapját adó kálium-nátrium-pumpát Alan Lloyd Hodgkin (1914 – 1998) és Richard Darwin Keynes (1919 – 2010) csak 1955-ben írta le: The potassium permeability of a giant nerve fibre (Egy óriásaxon káliumáteresztő lépessége).[12]
Lissmann 1957-ben írta meg végső, mai napig tanított alapvetését On the Function and Evolution of Electric Organs in Fish (Halak elektromos szervének működése és törzsfejlődése) címmel.[13] A bénító elektromos ütésre képes szervek a törzsfejlődésben először csak kisebb, helyzetjelző impulzusok leadására voltak képesek, mint ma is a legtöbb fajnál. Nem véletlen az sem, hogy a specializálódott szövetek mind módosult izomsejtek. A jelenség maga ugyanis nem más, mint az idegingerületek továbbítását irányító kálium-nátrium-pumpa mennyiségi fejlődése. A kis elektromos telepekből jelentős energiabefektetéssel – melynek forrása itt is a sejtműködés szokásos tüzelőanyaga, az adenozin-trifoszfát – szállítósejtek a sejtmembránon kívülre szállítják a káliumkationokat, és így elérik, hogy egy-egy sejt akár tartós ideig negatív töltésű legyen.
Az elektromos szervnek három fajtájával találkozunk az elektromos angolnában. Ezek megnevezése körül a népszerűsítő irodalomban zsibbasztó káosz uralkodik. A megbízhatónak mondható szakkönyv így írja8 organVagyis az óriási kiterjedésű fő elektromos szerven túl, mely a nagyobb csapásokat méri, megfigyelhető két további, a Hunterről elnevezett szerv, illetve a balesetben tragikusan fiatalon elhunyt Carl Sachs (1853 – 1878) nevét viselő másik szerv (kis fejdudorok formájában, melyekben elektrocitáknak nevezett egységek a legapróbb impulzusokat adják) a kisebb feszültséget igénylő finommunkákra. Mert erre a finommunkára szükség van, méghozzá nem is csak a tájékozódáshoz. Kenneth Catania (sz. 1965) bizonyítja, hogy az elektromos angolna, mely az általa kisütött árammal a préda gerince és izmai közötti idegállományt sokkolja[14], arra is képes, hogy „villanypásztorként” terelgesse bódult áldozatát.[15]
Meglepő módon csak találgatások folynak arról, az elektromos kisülések miért nem bénítják meg magát a kisütőt.[16] A vízi körülményeknek és a sejtek elhelyezkedésének tudható be, hogy az áram csak kis időt tölt el a kibocsátó testben.


[1] http://australianmuseum.net.au/how-do-electric-rays-produce-electricity

[2] http://www.fisch.hu/akvarista/cikk/elefant-es-aram-az-akvarumban-77

[3] http://ibharcsafélék

[4] http://animals.nationalgeographic.com/animals/fish/electric-eel/

[5] http://www.szokincshalo.hu/szotar/?

[6] http://www.worldatlas.com/webimage/countrys/namerica/caribb/ai.htm

[7] naked

[8] gymnasium

[9] The Shocking History of Electric Fishes

[10] Marx-kaszkád.htm

[11] Nature 167, pp.201–202 (1951. február 3)

[12] J Physiol. 1955 Apr 28; 128(1): pp.61–88.

[13] http://jeb.biologists.org/content/35/1/156.full.pdf+html

[14] http://index.hu/tudomany/2014/12/05/igy_ol_az_elektromos_angolna/

[15] Kenneth Catania kutatásai

[16] http://www.scientificamerican.com/article/how-do-electric-eels-gene/

Advertisements

3 responses to “Pezsgő vízi élet

  1. Áhh! A T. blogszerző belinkelte Alma Materének, azaz a meztelenkedései színterének a fotóját is… 🙂

    Kedvelés

  2. Visszajelzés: Dobálódzunk a szavakkal | SUNYIVERZUM

  3. Visszajelzés: Ozmózis és a nyomás nyomása | SUNYIVERZUM

Vélemény, hozzászólás?

Adatok megadása vagy bejelentkezés valamelyik ikonnal:

WordPress.com Logo

Hozzászólhat a WordPress.com felhasználói fiók használatával. Kilépés / Módosítás )

Twitter kép

Hozzászólhat a Twitter felhasználói fiók használatával. Kilépés / Módosítás )

Facebook kép

Hozzászólhat a Facebook felhasználói fiók használatával. Kilépés / Módosítás )

Google+ kép

Hozzászólhat a Google+ felhasználói fiók használatával. Kilépés / Módosítás )

Kapcsolódás: %s