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Studie dokumentiert den stärksten biologisch erzeugten Stromschlag
Südamerikanische Flüsse beherbergen mindestens drei verschiedene Arten von Zitteraalen, darunter eine neu identifizierte, die in der Lage ist, eine größere elektrische Entladung zu erzeugen als jedes andere bekannte Tier. Das ergab eine Analyse von 107 Exemplaren, die in den letzten Jahren in Brasilien, Französisch-Guayana, Guyana und Surinam gesammelt wurden.
Seit mehr als 250 Jahren wissen Wissenschaftler, dass Zitteraale, die Strom durch das Wasser schicken, um ihre Beute zu betäuben, im Amazonasbecken leben. Sie sind in Sümpfen, Bächen und Flüssen im gesamten nördlichen Südamerika weit verbreitet und gelten seit langem als eine einzige Art. Mit modernen genetischen und ökologischen Analysen haben Forscher des Smithsonian's National Museum of Natural History jedoch entdeckt, dass Zitteraale im Amazonasbecken zu drei verschiedenen Arten gehören, die sich aus einem gemeinsamen Vorfahren vor Millionen von Jahren entwickelt haben. Die Ergebnisse wurden jetzt in der Zeitschrift Nature Communications veröffentlicht.
Der Amazonas-Regenwald ist ein Hotspot der Biodiversität der Erde. "Die Zitteraale werden sieben bis acht Fuß lang. Sie sind wirklich auffällig", so Studienleiter C. David de Santana . "Wenn Sie nach 250 Jahren wissenschaftlicher Forschung einen neuen, acht Fuß langen Fisch entdecken können, können Sie sich vorstellen, was es in dieser Region noch zu entdecken gibt?"
Etwa 250 Arten von stromerzeugenden Fischen sind in Südamerika bekannt, wobei Zitteraale (die eigentlich Fische mit einem aalähnlichen Aussehen sind) die einzigen sind, die ihre Energie zur Jagd und zur Selbstverteidigung nutzen. Wie andere elektrische Fische navigieren und kommunizieren auch sie mit dem von ihnen erzeugten Strom.
De Santana untersuchte zusammen mit Kollegen die Zitteraale, die er und seine Kollegen in den letzten sechs Jahren im Amazonasgebiet gesammelt hatten. Alle Exemplare sahen ziemlich gleich aus. De Santana fand keine äußeren Merkmale an den Fischen, die auf den ersten Blick verschiedene Gruppen klar unterschieden, und wandte sich der DNA der Tiere zu und fand genetische Unterschiede, die darauf hindeuteten, dass seine 107 Exemplare drei verschiedene Arten darstellten. Bei der erneuten Untersuchung der Tiere mit den vorliegenden genetischen Ergebnissen fand er subtile körperliche Unterschiede, die den drei genetischen Gruppen entsprechen. Er stellte fest, dass jede Art ihre eigene, einzigartige Schädelform hat, definierte Merkmale an der Brustflosse und eine ausgeprägte Anordnung der Poren am Körper.
Jede Art hat auch ihre eigene geografische Verteilung. Der seit langem bekannte Electrophorus electricus, der einst als weit verbreitet galt, scheint sich auf das Hochland des Guayana-Schildes zu beschränken, einer uralten geologischen Formation, in der klares Wasser über Stromschnellen und Wasserfälle fließt. Electrophorus voltai, eine der beiden neu entdeckten Arten, lebt hauptsächlich weiter südlich auf dem Brasilianischen Schild, einer ähnlichen Hochlandregion. Die dritte Art, Electrophorus varii, benannt nach dem verstorbenen Ichthyologen Richard Vari, schwimmt durch trübes, langsam fließendes Flachland.
Basierend auf genetischen Vergleichen stellten de Santana und Kollegen fest, dass sich vor etwa 7,1 Millionen Jahren in Südamerika zwei Gruppen von Zitteraalen zu entwickeln begannen. Der eine, der gemeinsame Vorfahr von E. voltai und E. electricus, lebte im klaren Wasser des alten Hochlandes, während E. varii im Flachland lebte, dessen trübes Wasser voller Mineralien war und daher Strom effizienter ableitete - ein offensichtlich wichtiger Unterschied für Zitteraale, deren Entladung in Umgebungen mit geringer Leitfähigkeit nicht so weit reicht.
Der Analyse zufolge divergierten E. voltai und E. electricus vor etwa 3,6 Millionen Jahren, als der Amazonas seinen Kurs änderte, den Kontinent durchquerte und Hochlandregionen durchquerte. Insbesondere entdeckte das Team von de Santana, dass E. voltai bis zu 860 Volt Strom entladen kann - deutlich mehr als die von E. electricus erzeugten 650 Volt. Dies macht die Art zum stärksten bekannten bioelektrischen Generator und kann eine Anpassung an die geringere Leitfähigkeit von Hochlandwasser sein.
Weitere Information: https://www.si.edu.
Link zur Studie: https://www.nature.com/articles/s41467-019-11690-z.