Gymnoti to kościste ryby rzeczne należące do rzędu Gymnotiformes. Do 2019 roku znany był tylko jeden gatunek, węgorz elektryczny (Electrophorus electricus), należący do rodziny Gymnotidae.
Mimo potocznej nazwy, gatunek ten nie jest prawdziwym węgorzem (Anguilliforme), ale scyzorykiem, bliżej spokrewnionym z sumem lub sumem.
Jakieś wyjątkowe ryby
Należy zauważyć, że nazwa węgorza pochodzi od jego wydłużonego ciała, pozbawionego płetwy grzbietowej i piersiowej. Jednak ma wyjątkowo długą płetwę odbytową, której używa do poruszania się.
Najbardziej fascynującą cechą gymnoti jest ich zdolność do generowania wstrząsów elektrycznych. Ta umiejętność była znana od wieków, jeszcze przed odkryciem elektryczności.
Takie wyładowania mogą być duże i są związane z ich strategiami łowieckimi, chwytaniem zdobyczy i obroną. Z drugiej strony, zdaniem ekspertów, małe wyładowania elektryczne mogą mieć kluczowe znaczenie w elektrolokacji i komunikacji między podmiotami tego samego gatunku.
Jak wyglądają gymnoto?
Warto wiedzieć, że gymnoti tak naprawdę nie są węgorzami, ponieważ należą do ostariophysarios, chociaż ich wygląd naśladuje wygląd prawdziwych węgorzy. Ryby te mają więc długie, wężowe ciało, bez płetw ogonowych, grzbietowych i brzusznych.
Z drugiej strony mają wyjątkowo wydłużoną płetwę odbytową, która służy im jako środek lokomocji i pozwala im pływać do tyłu.
Dodatkowo mają grubą, śluzowatą, pozbawioną łusek skórę, której używają jako warstwy ochronnej. Gymnoti różnią się kolorem od szarego do brązowo-czarnego, z żółtawym odcieniem na brzusznej przedniej części ciała. Mogą mieć białawe plamki.
Również jego głowa ma lekko spłaszczony cylindryczny kształt i duże usta. W stanie dorosłym są to duże ryby, które mogą osiągnąć nawet 2,5 metra i ważyć 20 kilogramów.
Ciekawym faktem jest to, że wszystkie najważniejsze narządy gymnoti znajdują się w przedniej części ciała i zajmują tylko 20% jego długości.
Gymnoty oddychają ustami
Chociaż gymnoti mają skrzela, ich funkcja nie pokrywa zapotrzebowania ryb na tlen. Zdaniem ekspertów te szczątkowe skrzela służą jedynie do usuwania dwutlenku węgla, a nie do pobierania tlenu. Jako takie, te ryby są obowiązkowymi oddychającymi powietrzem.
W rzeczywistości prawie 80% ich zapotrzebowania na tlen jest uzyskiwane przez ich silnie unaczynioną jamę ustną. Ta adaptacja pozwala im używać ust jako płuc i zmusza je do częstego wynurzania się na powierzchnię w celu oddychania.
Ta funkcja pozwala gimnazjalistom na wygodne przetrwanie w błotnistej wodzie o bardzo niskim stężeniu rozpuszczonego tlenu.
Siedlisko i rozmieszczenie geograficzne
Gymnoti mieszkają w Wenezueli, w dorzeczu rzek Orinoko, Río Negro i Cuyuní. Występują również w Amazonce i jej dopływach oraz w rzekach, które odwadniają Tarczę Gujany w Gujanie, Surinamie, Gujanie Francuskiej i północnej Brazylii.
Ogólnie rzecz biorąc, zamieszkują błotniste dna rzek, strumieni, stawów i bagien, preferując obszary mocno zacienione.
Te nocne gatunki należą do czołowych wodnych drapieżników zalanego wodą lasu, znanego jako varzea.
Las varzea to ekosystem leśny, który zajmuje około 2% dorzecza Amazonki. To lasy, które rosną na terenach zalewowych bogatych w osady mineralne.
Należy zauważyć, że ten ekosystem ma dużą ilość typowej i ekskluzywnej flory i fauny. Ogromna ilość osadów sprawia, że gleby na tych obszarach należą do najbardziej żyznych w Amazonii.
Podczas zalewania ryby wykorzystują je zarówno do żerowania (stając się ważnymi rozsiewaczami nasion roślin), jak i do rozmnażania.
Obecnie znane są trzy gatunki gymnoti
Do 2019 roku w dorzeczu Amazonki panował jeden gatunek gymnotum (Electrophorus electricus). Gatunek ten może generować silne wyładowania elektryczne (do 650 woltów).
Nowe badanie wykazało istnienie dwóch nowych gatunków węgorzy elektrycznych. Jeden z nich, zdolny do dostarczania wyładowań elektrycznych o napięciu 860 woltów, został zidentyfikowany jako Electrophorus voltai.
Ponadto trzeci gatunek został nazwany Eletrophorus varii, na cześć nieżyjącego już ichtiologa Smithsona, Richarda Vari. We wspomnianym badaniu autorzy ustalili, że każdy gatunek ma unikalny kształt czaszki.
Mają również charakterystyczne cechy płetw piersiowych i charakterystyczny układ porów na ciele. Ponadto każdy gatunek ma również swoje własne rozmieszczenie geograficzne.
Tak więc Electrophorus electricus żyje na wyżynach Tarczy Gujańskiej, podczas gdy Electrophorus voltai żyje dalej na południe, w Tarczy Brazylijskiej. Wreszcie Electrophorus varii występuje na nizinach Amazonki.
Zachowanie
Te ryby są nocnymi zwierzętami o słabym wzroku i żyją w mętnych, ciemnych wodach. Z tych powodów muszą polegać na elektryczności, którą wytwarzają, aby wykrywać inne ryby.
Chociaż gymnoti mają potencjał, by być dość agresywnymi zwierzętami, nie są. W rzeczywistości wykorzystują swoje silne wyładowania z narządów elektrycznych tylko do celów drapieżnych i obronnych.
Z drugiej strony, do elektrolokacji wykorzystywane są słabe wyładowania elektryczne. Jest to szczególnie ważne ze względu na jego słaby wzrok.
Gymnoti mają ładunek dodatni w pobliżu głowy, podczas gdy ogon jest naładowany ujemnie. Należy zauważyć, że polaryzacja samej ryby pomaga stworzyć to pole elektryczne, które dyktuje wiele zachowań zwierzęcia.
Wykorzystanie bioelektryczności w gymnotos
Należy zauważyć, że gymnoti mają trzy organy elektryczne: organ główny, organ Huntera i organ Sach. Wszystkie składają się ze zmodyfikowanych komórek mięśniowych:
- Główny narząd elektryczny znajduje się po stronie grzbietowej; obejmuje środek ciała od tyłu głowy do środka ogona.
- Po drugie, organ Huntera jest równoległy do głównego organu, ale po stronie brzusznej. Generują one impulsy wysokiego napięcia, które ogłuszają ofiarę i odstraszają drapieżniki.
- Organy Sacha znajdują się w tylnej ćwiartce węgorza elektrycznego. Organ ten wytwarza impulsy o niższym napięciu, które umożliwiają komunikację i nawigację w mętnych wodach.
Skąd bierze się ta bioelektryczność?
U tych ryb wyładowania występują, ponieważ ich układ nerwowy zawiera szereg komórek elektrogenicznych (które wytwarzają elektryczność). Te wyspecjalizowane komórki mają kształt dysku i nazywane są elektrocytami.
Każdy elektrocyt ma ujemny ładunek elektryczny netto; wewnątrz komórek występuje wysokie stężenie dodatnio naładowanych jonów potasu. Z tego powodu każdy dysk ma różnicę potencjałów poniżej 100 miliwoltów.
W czasie polowania lub obrony uwalniany jest neuroprzekaźnik acetylocholina, który indukuje rozładowanie tych komórek. Neuroprzekaźnik tworzy ścieżkę o niskim oporze elektrycznym między jedną stroną komórki a wnętrzem.
Tak więc, w procesie aktywnego transportu, jony potasu z zewnątrz komórki wpadają do tej strony komórki.
Od razu część jonów potasu wewnątrz komórki wydostaje się na drugą stronę komórki, aby zachować równowagę. Podczas tego procesu ogniwo uwalnia około 50 miliwoltów energii elektrycznej.
Ważne jest, aby pamiętać, że ogniwa elektrogeniczne są ułożone w stos. Z tego powodu aktywność wyzwalająca jednej komórki aktywuje inne wokół niej, tworząc kaskadę prądu. Zbiorcze rozładowanie energii elektrycznej z każdej celi pozwala gymnotum dostarczyć do 860 woltów.
