Električna jegulja

Električna jegulja
Električna jegulja u Akvarijumu Nove Engleske, Sjedinjene države
Научна класификација уреди
Домен: Eukaryota
Царство: Animalia
Тип: Chordata
Класа: Actinopterygii
Ред: Gymnotiformes
Породица: Gymnotidae
Род: Electrophorus
Врста:
E. electricus
Биномно име
Electrophorus electricus
(Linnaeus, 1766)
Синоними

Gymnotus electricus

Elektricna jegulja 1
Električna jegulja

Električna jegulja (Electrophorus electricus) je riba koja pripada porodici Gymnotidae iz reda Gymnotiformes ,a ne jeguljama (red Anguilliformes) kako ime govori. To je južnoamerička električna riba. Do otkrića dve dodatne vrste 2019. godine, rod je klasifikovan kao monotipski, pri čemu je ova vrsta bila jedina u rodu.[2] Uprkos imenu, to nije jegulja, već pripadnik reda Gymnotiformes.[3] Smatra se slatkovodnim teleostom koji sadrži elektrogeno tkivo koje proizvodi električna pražnjenja.[4]

Taksonomska istorija

Ova vrsta je toliko neobična da je nekoliko puta reklasifikovana. Kada ju je Karl Line prvobitno opisao 1766. godine, koristio je naziv Gymnotus electricus, svrstavajući je u isti rod kao Gymnotus carapo (trakasta nožasta riba) koju je opisao nekoliko godina ranije. Tek oko vek kasnije, 1864. godine, Teodor Gil je električnu jegulju preselio u sopstveni rod Electrophorus.[5]

U septembru 2019, K. David de Santana i dr. su objavlili rad koji snažno sugeriše podelu roda na tri vrste na osnovu DNK divergencije, ekologije i staništa, anatomije i fiziologije i električne sposobnosti: E. electricus, E. voltai sp. nov., i E. varii sp. nov. Studija je pokazala da je E. electricus sestrinska vrsta E. voltai, pri čemu su se obe vrste razlikovale tokom pliocena.[2]

Anatomija

Električna jegulja ima dugačko, cilindrično, zmijoliko telo sivo-smeđe boje, ponekad prošarano crvenom na donjem delu trupa. Nema krljušt, već joj je telo pokriveno debelom kožom i sluzi koja joj služi kao zaštita.[6] Ima malu tupu glavu s velikim ustima, na koju se nastavlja do 2,75 metra dugačko tijelo, težine do 22 kg. Rep električne jegulje čini oko četiri petine njene ukupne dužine, na njemu se s donje strane nalaze njena jedina peraja, kojima se kreće. Ima slabo razvijene oči, i pretežno je noćna životinja.

Električne jegulje razvile su svoju sposobnost da strujom omame plen iz potrebe da zaštite svoja osetljiva usta od ozleda oštrih kostiju koje brojne tropske ribe imaju. Omamljeni plen je nepokretan dovoljno dugo da ga ona proguta, bez žvakanja direktno u želudac. Ponekad se električna jegulja uopšte ne zamara da strujom omami plen, već ga munjevito zgrabi i počne gutati, pre nego što je on u stanju reagovati. Rep električne jegulje je onaj dio tela u kom ona ima električne organe. Oni su se razvili iz mišićnog tkiva povezanih brojnim živcima sa kičmom. Oni mogu proizvesti napon od 300-650 volti, a to je dovoljno snažno da omami čak i ljude. Te organe one koriste i kao pomoć pri navigaciji i komuniciranju s drugim električnim jeguljama.

Električna jegulja je lenjo stvorenje koja voli spore rečne tokove, gde izlazi na površinu svakih nekoliko minuta da ustima udahne vazduh. Usta električne jegulje bogata su krvnim žilama koje im omogućuju korišćenje usta kao pluća. Gotovo suvišne škrge koriste samo da uklone ugljen-dioksid iz krvi, a ne za kiseonik.[7] Kao obavezni disač vazduha, E. electricus mora da se podigne na površinu svakih desetak minuta da bi udahnula pre nego što se vrati na dno. Skoro osamdeset posto kiseonika koji ove ribe koriste dobija se na ovaj način.[8]

Elektricna jegulja 2
Električna jegulja

Električna jegulja pored riba jede i voće koje padne u vodu, pa na taj način služi kao pomagač u širenju semena, ali i kao čistač prašumskog ekosistema.

Rasprostranjenost

Električna jegulja je slatkovodna riba, koja živi u mirnim delovima rečnih tokova siromašnim kiseonikom, muljevitog dna, na severoistoku Južne Amerike od Brazila, Venecuele, Kolumbije sve do Gvajane. Električna jegulja je jedna od glavnih grabljivica u tropskim kišnim šumama, gde čini više od 70% ukupne populacije riba.

Fiziologija

Za više informacija pogledajte: Električna_jegulja § Fiziologija

E. electricus i druge električne jegulje imaju tri para trbušnih organa koji proizvode električnu energiju: glavni organ, Hanterov organ i Saksov organ. Ovi organi čine četiri petine njenog tela i daju električnoj jegulji mogućnost da generiše dva tipa električnih pražnjenja organa: niskog napona i visokog napona. Ovi organi su napravljeni od elektrocita, poređanih tako da struja jona može da teče kroz njih i složeni tako da svaki od njih povećava razliku potencijala..[9] Tri električna organa su razvijena iz mišića i pokazuju nekoliko biohemijskih svojstava i morfoloških karakteristika mišićne sarkoleme; nalaze se simetrično duž obe strane jegulje.[4]

Kada jegulja pronađe svoj plen, mozak šalje signal kroz nervni sistem do elektrocita. Ovo otvara jonske kanale, omogućavajući natrijum da teče kroz njih, obrćući polaritet na trenutak. Izazivajući iznenadnu razliku u električnom potencijalu, on generiše električnu struju na način sličan bateriji, u kojoj svaka naslagana ploča proizvodi razliku električnog potencijala.[9] Električne jegulje su takođe sposobne da kontrolišu nervni sistem svog plena svojim električnim sposobnostima; kontrolišući nervni sistem i mišiće svoje žrtve putem električnih impulsa, one mogu sprečiti plen da pobegne ili ga prisiliti da se pomeri kako bi mogli da lociraju njegovu poziciju.[10][11]

Električne jegulje koriste električnu energiju na više načina. Niski naponi se koriste za detekciju okolnog okruženja. Visoki naponi se koriste za otkrivanje plena i, odvojeno, njihovo omamljivanje, u kom trenutku električna jegulja primenjuje ugriz usisavanja-hranjenja.[12]

Anatomija organa električne jegulje koji proizvode električnu energiju

Saksov organ je povezan sa elektrolokacijom. Unutar organa nalaze se mnoge ćelije nalik mišićima, koje se nazivaju elektrociti. Svaka ćelija može proizvesti samo 0,15 V, iako organ može prenijeti signal od skoro 10 V ukupne amplitude na frekvenciji od oko 25 Hz. Ove signale emituje glavni organ; Hanterov organ može da emituje signale stopom od nekoliko stotina herca.[13]

Postoji nekoliko fizioloških razlika između tri električna organa, što im omogućava da imaju veoma različite funkcije. Glavni električni organ i jakonaponski deo Hanterovog organa su bogati kalmodulinom, proteinom koji je uključen u proizvodnju visokog napona.[14] Pored toga, ova tri organa imaju različite količine Na+/K+-ATPaze, koja je Na+/K+ jonska pumpa i kao takva ključna u formiranju napona. Glavni i Hanterov organ imaju visoku ekspresiju ovog proteina, što im daje visoku osetljivost na promene u koncentraciji jona, dok Saksov organ ima nisku ekspresiju ovog proteina.[15]

Tipičan učinak je dovoljan da omami ili odvrati praktično svaku životinju. Jegulje mogu da variraju intenzitet električnog pražnjenja, koristeći niže pražnjenja za lov i veće intenzitete za omamljivanje plena ili odbranu. Oni takođe mogu da koncentrišu pražnjenje tako što će se savijati i uspostaviti kontakt na dve tačke duž tela.[16] Kada su uznemirene, mogu proizvesti ove povremene električne udare tokom najmanje sat vremena bez umora.

E. electricus takođe poseduje gomoljaste receptore osetljive na visoke frekvencije, koji su raspoređeni u mrljama po telu. Ova karakteristika je očigledno korisna za lov na druge Gymnotiformes.[13] E. electricus je korišćena kao model u proučavanju bioelektrogeneze.[17] Vrsta je od izvesnog interesa za istraživače, koji koriste njenu acetilholinesterazu i adenozin trifosfat.[18][19]

Reference

  1. ^ Reis, R.; Lima, F. (2009). „Electrophorus electricus”. Црвени списак угрожених врста IUCN. IUCN. 2009: e.T167700A6369863. doi:10.2305/IUCN.UK.2009-2.RLTS.T167700A6369863.en Слободан приступ. Приступљено 11. 11. 2021. 
  2. ^ а б de Santana CD, Crampton WG, Dillman CB, Frederico RG, Sabaj MH, Covain R, et al. (септембар 2019). „Unexpected species diversity in electric eels with a description of the strongest living bioelectricity generator” (PDF). Nature Communications. 10 (1): 4000. Bibcode:2019NatCo..10.4000D. PMC 6736962 Слободан приступ. PMID 31506444. doi:10.1038/s41467-019-11690-z Слободан приступ. Архивирано из оригинала (PDF) 2019-09-10. г. Приступљено 2019-09-10. 
  3. ^ „electric eel | Diet & Electric Shock | Britannica”. www.britannica.com (на језику: енглески). Приступљено 2022-01-20. 
  4. ^ а б Mermelstein, Claudia Dos Santos; Costa, Manoel Luis; Moura Neto, Vivaldo (септембар 2000). „The cytoskeleton of the electric tissue of Electrophorus electricus, L.”. Anais da Academia Brasileira de Ciências (на језику: енглески). 72 (3): 341—351. ISSN 0001-3765. PMID 11028099. doi:10.1590/S0001-37652000000300008 Слободан приступ. 
  5. ^ Jordan DS (1963). The Genera of Fishes and a Classification of FishesНеопходна слободна регистрација. Stanford University Press. стр. 330. 
  6. ^ Albert JS (2001). „Species diversity and phylogenetic systematics of American knifefishes (Gymnotiformes, Teleostei)”. Misc. Publ. (190): 1—127. hdl:2027.42/56433. 
  7. ^ Boutilier R (1990). Vertebrate Gas Exchange: From Environment to Cell. Advances in Comparative & Environmental Physiology 6. Springer-Verlag Berlin. стр. 285. ISBN 9783642753800. 
  8. ^ Johansen K, Lenfant C, Schmidt-Nielsen K, Petersen JA (јун 1968). „Gas exchange and control of breathing in the electric eel, Electrophorus electricus.”. Zeitschrift für vergleichende Physiologie. 61 (2): 137—63. S2CID 22364103. doi:10.1007/BF00341112. 
  9. ^ а б Xu J, Lavan DA (новембар 2008). „Designing artificial cells to harness the biological ion concentration gradient”. Nature Nanotechnology. 3 (11): 666—70. Bibcode:2008NatNa...3..666X. PMC 2767210 Слободан приступ. PMID 18989332. doi:10.1038/nnano.2008.274. 
  10. ^ Gill V (2014-12-04). „Electric eels 'remotely control prey'”. BBC News. 
  11. ^ „Electric eels remote-control nervous systems of prey”. 2015-02-17. 
  12. ^ Catania KC (април 2019). „Shock & Awe”. Science American. 320 (4): 62—69. 
  13. ^ а б Froese, Rainer; Pauly, Daniel; ур. (2005). Electrophorus electricus” на FishBase-у. [верзија на датум: December 2005] NOTE: Needs checking and updating if necessary - current version includes 2019 study.
  14. ^ Traeger LL, Sabat G, Barrett-Wilt GA, Wells GB, Sussman MR (јул 2017). „A tail of two voltages: Proteomic comparison of the three electric organs of the electric eel”. Science Advances. 3 (7): e1700523. Bibcode:2017SciA....3E0523T. PMC 5498108 Слободан приступ. PMID 28695212. doi:10.1126/sciadv.1700523. 
  15. ^ Ching B, Woo JM, Hiong KC, Boo MV, Choo CY, Wong WP, et al. (2015-03-20). „Na+/K+-ATPase α-subunit (nkaα) isoforms and their mRNA expression levels, overall Nkaα protein abundance, and kinetic properties of Nka in the skeletal muscle and three electric organs of the electric eel, Electrophorus electricus”. PLOS ONE. 10 (3): e0118352. Bibcode:2015PLoSO..1018352C. PMC 4368207 Слободан приступ. PMID 25793901. doi:10.1371/journal.pone.0118352 Слободан приступ. 
  16. ^ Catania KC (новембар 2015). „Electric Eels Concentrate Their Electric Field to Induce Involuntary Fatigue in Struggling Prey”. Current Biology. 25 (22): 2889—98. PMID 26521183. doi:10.1016/j.cub.2015.09.036 Слободан приступ. 
  17. ^ Albert JS, Zakon HH, Stoddard PK, Unguez GA, Holmberg SK, Sussman MR (2008). „The case for sequencing the genome of the electric eel, Electrophorus electricus”. J. Fish Biol. 72 (2): 331—354. doi:10.1111/j.1095-8649.2007.01631.x. 
  18. ^ Simon S, Massoulié J (децембар 1997). „Cloning and expression of acetylcholinesterase from Electrophorus. Splicing pattern of the 3' exons in vivo and in transfected mammalian cells”. The Journal of Biological Chemistry. 272 (52): 33045—55. PMID 9407087. doi:10.1074/jbc.272.52.33045 Слободан приступ. 
  19. ^ Zimmermann H, Denston CR (јул 1976). „Adenosine triphosphate in cholinergic vesicles isolated from the electric organ of Electrophorus electricus”. Brain Research. 111 (2): 365—76. PMID 949609. S2CID 5619963. doi:10.1016/0006-8993(76)90780-0. 

Literatura

Spoljašnje veze

Električna jegulja на Викимедијиној остави.