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News: Fische mit Elektroortung

Einige Tiere scheinen neben dem visuellen und auditorischen Sinn noch einen dritten, den elektrischen Sinn, zu besitzen, mit dem sie sich räumlich in ihrer Umwelt orientieren können. Dieser Sinn funktioniert völlig anders als alle bisher bekannten Sinne. Afrikanische elektrische Fische nehmen damit ihre Umwelt bei völliger Dunkelheit dreidimensional wahr. Sie können mit ihren Rezeptoren also nicht nur die Richtung sondern auch die Entfernung eines Objektes ermitteln.
Nach den Untersuchungen von Georg von der Emde und Stephan Schwarz vom Institut für Zoologie der Universität Bonn und ihren Kollegen erfolgt diese sensorische Tiefenwahmehmung nicht wie bei Menschen oder einigen Tieren mit den Augen, sondern durch "aktive Elektroortung". Die Fische erzeugen mit Hilfe eines speziellen Organs elektrische Signale, mit denen sie ihre Umwelt elektrisch "abtasten". Jedes Objekt in der Umgebung der Fische wirft auf die Fischoberfläche eine Art "elektrischen Schatten", dessen Größe und Eigenschaften von Elektrorezeptoren in der Fischhaut wahrgenommen werden. Die Auswertung des elektrischen Schattens ermöglicht es, Objekte im Wasser zu erkennen und auch deren Entfernung exakt zu messen (Nature, Ausgabe vom 29. Oktober 98). Die Fische erhalten dadurch ein dreidimensionales Abbild ihrer Umwelt.

Ihr elektrischer Sinn erlaubt den Elefantenrüsselfischen (Gnathonemus petersii) eine nächtliche Lebensweise in afrikanischen Flüssen und Seen: Tagsüber sind sie inaktiv und verstecken sich. Nachts, wenn ihre Feinde und Konkurrenten nichts mehr sehen können, werden sie aktiv. Sie können sich im nächtlich-dunklen Fluß orientieren, ihr Futter finden und sich auch fortpflanzen.

Die Forscher der Universität Bonn fanden auch den Mechanismus, der die elektrische Tiefenwahrnehmung ermöglicht. Die Wissenschaftler entdeckten bei den Versuchstieren eine elektrische Sinnestäuschung, vergleichbar mit optischen Täuschungen bei Menschen: Es stellte sich heraus, daß den Fischen Metallkugeln im Gegensatz zu anderen Objekten immer weiter weg erschienen, als sie in Wirklichkeit waren. Die Messung und Analyse des elektrischen Schattens auf der Fischhaut lieferte schließlich die Erklärung für die Sinnestäuschungen und damit auch für den Mechanismus, den die Fische zur Entfernungsmessung einsetzen: Die Tiere werten die "Unschärfen" im Randbereich des elektrischen Schattens aus, um daraus die Entfernung eines Objekts zu berechnen.

Die Ergebnisse der Untersuchungen zeigen einen völlig neuen Mechanismus zur räumlichen Tiefenwahrnehmung bei Tieren. Das besondere an diesem Mechanismus ist, daß die dreidimensionale Umwelt auf einer zweidimensionalen Rezeptoroberfläche abgebildet wird, von der dann das Fischgehirn die Umwelt dreidimensional rekonstruiert. Diese bisher unbekannte Methode zur räumlichen Wahmehmung ermöglicht auch neue Anwendungen. Die Bonner Zoologen arbeiten nun an der Entwicklung von Sensoren, die unter extremen Umweltbedingungen, wie z.B. unter hohen Temperaturen oder in stark verschmutzten Gewässern, Objekte erkennen und dreidimensional darstellen können.

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