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Der Klang der Fische

Südamerikanische Messerfische und die Evolution ihrer elektrischen Signale

5. November 2018, Margit Scheid


Prof. Dr. Bernd Kramer, Zoologe an der Universität Regensburg, hat im Rahmen einer Expedition an den Amazonas das Kommunikationsverhalten zweier Familien elektrischer Fische untersucht. Die sogenannten Messerfische geben mithilfe ihrer elektrischen Organe stetige, regelmäßige Entladungen von sich und bauen dadurch elektrische Felder mit Spannungen von 1 bis 5 V und mit sehr niedriger Stromstärke um sich herum auf. Mithilfe dieser Felder und der durch Sand, Pflanzen oder andere Fische hervorgerufenen Störungen können sie sich auch in trübem Wasser oder bei Dunkelheit orientieren und mit ihren Artgenossen kommunizieren.

Würden Messerfische jedoch neben uns in der Badewanne schwimmen, würden wir von ihrer elektrischen Kommunikation nichts mitbekommen, zu niedrig wären Spannung und Stromstärke und das richtige Organ zur Interpretation der Signale fehlt uns außerdem. Doch mithilfe eines Dipols als Empfänger, eines Differenzverstärkers, eines Oszilloskops und eines Lautsprechers macht Professor Kramer die elektrischen Impulse der Messerfische hörbar.

Der Klang der Fische - zwischen Oboe und Schleifmaschine

Dabei hat Kramer festgestellt, dass sich zwei Familien der Messerfische in der Art ihrer elektrischen Signale voneinander unterscheiden: Im Fall der Familie der Glas-Messerfische erzeugen alle Familienangehörigen die gleichen Signale, die einer Sinuskurve ähnlich sind. Sie kommunizieren mit einer Grundfrequenz von bis zu 800 Hertz. Übersetzt Professor Kramer die „Äußerungen“ der elektrischen Fische in Töne, die für uns Menschen hörbar sind, so erinnert die Klangfarbe der Glas-Messerfische an einen Geigen-, Oboen- oder Flöten-Ton – je nach der Intensität der Obertöne.

Hörbeispiel Glas-Messerfisch:

Deutlich anders klingt dagegen die Familie der Geister-Messerfische. Deren Impulse halten sich nicht an eine Sinuskurve, hier findet sich eine Vielzahl unterschiedlicher Signale. Ihre Grundfrequenz erreicht bis zu 1.800 Hertz und erinnert teilweise mit ihrer schrillen Klangfarbe eher an eine Schleifmaschine als an ein Musikinstrument.

Hörbeispiel Geister-Messerfisch:

Wie kommt es, dass beide Familien so unterschiedlich kommunizieren und sich die Signale nicht ähnlicher sind? Das liegt offenbar daran, dass das elektrische Organ jeweils unterschiedlich funktioniert: Erzeugt werden die Entladungen durch spezielle Zellen, den Elektrocyten, die bei den Glas-Messerfischen skelettmuskulären Ursprungs sind. Bei den Geister-Messerfischen bestehen die Elektro-Zellen dagegen aus Endigungen von Nervenfasern oder Axonen. Wird das elektrische Organ aus Nervenzellen gebildet, ermöglicht das offensichtlich eine größere Freiheit in der Ausgestaltung der elektrischen Signale, die in höheren Frequenzen und in anderen Phasenbeziehungen der Harmonischen untereinander ausgestoßen werden können. Dabei haben die Geister-Messerfische dank ihres oft breiteren Frequenzspektrums einen Vorteil bei der aktiven Elektroortung, insbesondere bei der Wahrnehmung von lebenden Objekten, die Sozialpartner, Beute oder Feinde sein können.


Eigenmannia

Der südamerikanische Glas-Messerfisch „Eigenmannia virescens“. Im "Kinnbereich" sind die Elektrorezeptor-Organe als helle Punkte zu erkennen.
Foto: Prof. Dr. Bernd Kramer


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