Bioelektrická komunikace rybovitých obratlovců

Ondřej Kuthan

Bachelor's thesis

Electroreception and communication in fishes

Abstract:

Tato práce pojednává o problematice bioelektrické komunikace rybovitých obratlovců. Bioelektrická komunikace, známá též jako elektrolokace či elektrokomunikace, je schopnost, která se vyvinula převážně u vodních organismů, a to z důvodu, že je voda vhodným vodivým prostředím pro elektřinu. Dorozumívání a orientace tedy probíhá na základě elektrorecepce, schopnosti vnímat okolní elektrické vjemy, a elektrogeneze, která naopak znamená tvorbu vlastních elektrických výbojů, které se formují do elektrického pole. Elektrické signály jsou vnímány senzory, které se nazývají elektroreceptory, a na základě jejich morfologie a fyziologie se u rybovitých obratlovců vyvinuly dvě formy elektrorecepce a to elektrorecepce pasivní a aktivní. V rámci pasivní elektrorecepce vnímají elektroreceptory okolní vjemy, které jsou vytvářeny okolními organismy nebo neživými objekty. U aktivní elektrorecepce, která se napříč vyvinula pouze u dvou řádů kostnatých ryb, Gymnotiformes a Mormyriformes, je potřeba tvorby vlastního elektrického pole, ve kterém jsou následně pomocí elektroreceptorů registrovány změny, jež jsou vytvořené okolními předměty či organismy.Rybovití obratlovci vytvářejí elektřinu pomocí elektrických orgánů, jejichž součástí jsou speciálně modifikované svalové buňky, takzvané elektrocyty. Na základě vytvořená akčního membránového potenciálu elektrocytu se vzruch přenese pomocí neuronů do hlavové části organismu, která se stane kladně nabitou vůči ocasu. Díky tomu dojde k tvorbě elektrického pole.Schopnost elektrické komunikace se vyvinula u jedné třídy mihulí, téměř u všech paryb a u dvou nadřádů kostnatých ryb. Elektrický smysl u těchto zástupců slouží k sociální komunikaci v rámci druhu, k navigaci a orientaci. U jedinců, jejichž elektrické výboje jsou silné, se využívá tento smysl i k lovu kořisti či obraně před predátory.

Abstract:

This text discusses the issue of bioelecric communication in fishes. Bioelectric communication, also known as electrolocation or electrocommunication, is the ability that evolved mainly in aquatic organisms, because water is suitable environment for conducting the electricity. Thus communication and orientation is mediated by electroreception, which is the ability to sense the electrical senses around the body, and also by electrogenesis, which means generation of own electric discharge which forms into electric fields.Electric signals are detected by sensors called electroreceptors and thanks to their morphology and physiology there is two forms of electroreception among vertebrates, passive and active electroreception. Within passive electroreception electroreceptors detect surrounding electric signals which are generated by the surrounding organisms or inaminate objects. In the active electroreception, which evolved only in two groups of teleost fishes, Gymnotiformes and Mormyriformes, organisms detect changes in self-generated electric field which are made by surrounding objects or organisms.Fishes generates electricity by electric organs which include specially modified muscle cells called electrocytes. By creating the action potential on the membrane of the cell, the excitation is transferred via neurons into the head part of the organism which becomes positively charged toward the tail part and thus create the electric field.The ability of electric communication evolved in one class of lampreys, among all Chondroichthyes and in two groups of teleosts. Electric sense is mainly used for social communication in conspecific organisms, for navigation or orientation. Among the fishes which electric discharge is stronger it is also used for hunting the prey or for defending from predators.

Keywords

Výboj, Parejnoci, Lorenziho ampule, Elektrocyty, Nahohřbetí

Keywords

Electrocytes, Electric ray, Electric discharge, Gymnotiformes, Ampullae of Lorenzini

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 12. 4. 2017

Thesis defence

• Supervisor: Ing. Miloslav Petrtýl, Ph.D.

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Agrobiology, Food and Natural Resources

Bachelor programme / field:
Animal Science / Companion Animals