Zitteraal

Beutefang und elektrische Entladung

Zitteraale haben drei elektrische Organe – das Hauptorgan, das Jägerorgan und das Sacherorgan -, die aus modifizierten Muskelzellen bestehen. Das elektrische Hauptorgan befindet sich auf der Rückenseite; es erstreckt sich über die mittlere Körperhälfte von kurz hinter dem Kopf bis zur Mitte des Schwanzes. Das Hunter’s Organ liegt parallel zum Hauptorgan, aber auf der Ventralseite. Diese Organe erzeugen die Hochspannungsimpulse, die Beutetiere betäuben und Räuber abschrecken. Das hintere Viertel des Zitteraals enthält das Sachs-Organ, das Impulse mit niedrigerer Spannung erzeugt, die es dem Zitteraal ermöglichen, zu kommunizieren und in trüben Gewässern zu navigieren. Das Sachs-Organ enthält auch den Minuspol des Zitteraals.

Ein Zitteraal kann einen Schock abgeben, weil sein Nervensystem eine Anzahl scheibenförmiger elektrogener (Elektrizität erzeugender) Zellen enthält, die Elektrozyten genannt werden. Jeder Elektrozyt trägt eine negative elektrische Nettoladung; die innere Peripherie des Elektrozyten ist negativ geladen und hat eine Potentialdifferenz von knapp 100 Millivolt gegenüber den tieferen Teilen des Zellinneren (das eine hohe Konzentration an positiv geladenen Kaliumionen aufweist). Wenn der Schockbefehl durch den Neurotransmitter Acetylcholin an diese Zellen geliefert wird, entsteht ein Pfad mit geringem elektrischen Widerstand zwischen einer Seite der Zelle und dem Inneren. Durch aktiven Transport (siehe Zelle: Transport über die Membran) strömen auf dieser Seite Kalium-Ionen von außen nach innen, was dazu führt, dass ein Teil der Kalium-Ionen im Inneren der Zelle auf der anderen Seite austritt, um das Gleichgewicht der Zelle aufrechtzuerhalten. Bei diesem Vorgang werden etwa 50 Millivolt Strom aus der Zelle freigesetzt. Da die elektrogenen Zellen nebeneinander gestapelt sind, löst die Aktivität einer Zelle, die feuert, andere um sie herum aus, wodurch eine Stromkaskade entsteht. Durch die kollektive Entladung der Elektrizität von jedem Elektrozyten in der Kette kann der Zitteraal bis zu 860 Volt freisetzen. Studien haben gezeigt, dass Schocks von jugendlichen Zitteraalen bei Sprungangriffen mehr als 120 Volt entladen können, was nach Berücksichtigung anderer Faktoren 40-50 Milliampere Strom auf sein Opfer übertragen kann, eine Menge, die groß genug ist, um beim Menschen starke Schmerzen zu verursachen.

Die Vorliebe des Zitteraals für Schocks seiner Beute hat sich möglicherweise entwickelt, um sein empfindliches Maul vor Verletzungen durch die oft stacheligen, kämpfenden Fische zu schützen. Die geschockte Beute wird lange genug betäubt, um durch das Maul direkt in den Magen gesaugt zu werden. Manchmal macht sich der Zitteraal nicht die Mühe, die Beute zu betäuben, sondern verschlingt sie einfach schneller, als die Beute reagieren kann. Die elektrischen Entladungen können auch eingesetzt werden, um die Beute an der Flucht zu hindern oder um bei versteckter Beute eine Zuckungsreaktion hervorzurufen, die die Beute dazu bringt, ihre Position preiszugeben. Solche Beutefangtaktiken werden üblicherweise von einzelnen Aalen angewandt; mindestens eine Art betreibt jedoch auch soziale Prädation (Rudeljagd). Voltas Zitteraale (E. voltai) koordinieren ihre Bewegungen sowie das Timing und die Stärke ihrer elektrischen Entladungen, um Fischschwärme zu überfallen oder einzusperren, bevor sie einzelne Beutetiere betäuben und fangen.

Elektrische Aale haben gezeigt, dass sie ihren Körper um größere oder schwer fassbare Beutetiere wickeln. Diese Strategie hat den Effekt, dass die Stärke des elektrischen Feldes zwischen dem positiven Pol des Zitteraals (der sich in der Nähe des Kopfes befindet) und seinem negativen Pol (der sich in der Nähe des Schwanzes befindet) verdoppelt wird. Der Zitteraal gibt dann eine Reihe von Schocks ab, die im Abstand von einer Millisekunde erfolgen. Jeder Schock erzwingt unwillkürliche Muskelkontraktionen, die die Muskeln der Beute ermüden, was es dem Zitteraal ermöglicht, sie für den Verzehr besser zu manipulieren.

Elektrische Aale können ihre Fähigkeit, andere Tiere zu schocken, auch nutzen, um sich gegen Raubtiere und vermeintliche Bedrohungen zu verteidigen. Während ein Zitteraal vollständig untergetaucht ist, ist seine elektrische Entladung schwächer, da der Schock im umgebenden Wasser verteilt wird. Stärkere Schocks können jedoch abgegeben werden, wenn er aus dem Wasser springt oder den Kopf nach oben und aus dem Wasser streckt, um das Kinn gegen ein teilweise untergetauchtes Tier zu drücken. Die Stärke des auf diese Weise abgegebenen elektrischen Stroms wird nicht durch das wässrige Medium gedämpft. Der elektrische Strom tritt direkt in den Körper des Tieres ein, bevor er durch die untergetauchten Körperteile und zurück ins Wasser zum Schwanz des Zitteraals fließt, wodurch der Stromkreis geschlossen wird.