Атаки электрических угрей

Способность электрических угрей (Electrophorus electricus) оглушать свою добычу с помощью 600-вольтового электрического разряда была известна уже давно, однако как конкретно хищная рыба организовывала свои атаки, оставалось загадкой, волновавшей учёных с XVIII века.

Недавно исследователи изучили этот вопрос в деталях и выяснили интересные подробности. Оказалось, что угри используют высокочастотный шквал разрядов, чтобы дистанционно обездвижить жертву, при этом они имитируют нервные сигналы своей добычи и заставляют её мышцы сокращаться. В сущности, они захватывают контроль над мышцами и дистанционно влекут рыбу на верную смерть в свой огромный всасывающий рот.

Если же мелкая жертва прячется за камнем или водорослями, угорь меняет стратегию. В этом случае он заставляет мышцы добычи сокращаться невольно, так что её невольное движение выдаёт затаившееся животное.

Эксперименты, которые помогли учёным выявить эти механизмы, были придуманы и проведены Кеннетом Катания (Kenneth Catania) из университета Вандербильта.

В естественной среде Катания наблюдал за охотой угря и замерял его электрические разряды. Как только хищная рыба была готова к нападению, она испускала шквал высоковольтных электрических импульсов. После этого добыча уже не могла уплыть от охотника, и поймать её было очень просто.

Чтобы понять, что именно происходит, Катания под наркозом вывел мозг жертвы-рыбы из строя, но некоторые мышечные волокна остались нетронутыми и продолжили сокращаться. Затем он поместил электрического угря в аквариуме с такой рыбой и измерил мышечные сокращения добычи.

Угорь разослал высокочастотные электрические импульсы, а примерно через 3 миллисекунды мышцы рыбы сильно сократились, парализовав её. При этом физического контакта угря и рыбы не произошло.

Затем исследователи повторили эксперимент, положив в аквариум рыбу с удалённым позвоночником. Это помогло удостовериться в том, что поражение электрическим током влияет на двигательные нейроны и сокращает мышцы, не задействуя при этом центральную нервную систему добычи.

Однако управление сокращениями мышц на расстоянии — не единственный инструмент в электрическом арсенале угря.

Катания также обнаружил, что разные двухимпульсные сигналы высокого напряжения заставили нескольких рыб в досягаемом диапазоне бесконтрольно дёргаться, выдавая своё местоположение и позволяя угрю направиться к ним для его традиционной атаки серией импульсов высокого напряжения.

Этот двухимпульсный сигнал, кажется, помогает хищнику обнаружить добычу, если информация ограничена, например, в тёмной или каменистой среде, когда жертва может скрыться и спрятаться.

Как и почему угорь развил такие необычные способности, до сих пор неизвестно.

Катания сообщает, что электрические угри живут лишь в Южной Америке и могут достигать длины в два метра. Однако учёный проверил все доступные записи и так и не смог найти упоминания о человеческих жертв электрических разрядов рыбины (хотя, возможно, они были среди крупных млекопитающих).

"Я полагаю, что угорь будет деактивировать ту добычу, которая будет соответствовать его размерам, – комментирует учёный. – А некоторые из них способны вырастать достаточно большими: у меня дома живёт особь длиной в 1,2 метра, размером с мою ногу".

Научная статья группы Катании была опубликована в журнале Science.