DEZE WEBSITE IS EEN PUBLICATIE VAN STICHTING DE TRADITIE

NLUK

Stichting De Traditie  -

 Cultureel Erfgoed



Disclaimer & Copyright notice     Home    Bestuur Doelstellingen       Collectie       MUSEUM-EXPO      SDT Publicaties     Woordenlijst     Funding  









Utrecht - Wetenschap

Vergelijkende Dierfysiologie - Elektroreceptieve vissen








naar Chronologisch Overzicht  > > > > ONTDEKKING VAN DE ELEKTRISCHE GEVOELIGHEID


Dijkgraaf_ampullen










Aan het oppervlak van in water gedompelde metaaldraden ontstaan corrosiestroompjes die door sommige vissoorten kunnen worden waargenomen. De in het water opgewekte potentiaalverschillen liggen in het micro- en millivoltbereik. De gevoeligheid voor zulke stroompjes werd in 1917 voor het eerst beschreven voor dwergmeervallen door Parker & van Heusen. In 1935 ontdekte Dijkgraaf een soortgelijk verschijnsel bij haaien tijdens een onderzoekstage aan het Zee-Aquarium te Napels, maar pas in 1962 realiseerde hij zich dat deze stroompjes door speciaal daar op afgestemde zintuigen worden gedetecteerd. De onderzoekingen van Lissmann (1958) en Murray (1962) zorgden daarbij voor het doorbreken van dit inzicht. Vanaf 1962 werd een onderzoeklijn naar de elektroreceptieve vermogens van vissen in gang gezet, die zou eindigen in 2006. Lees meer.....
  • Afbeelding: Kopie van Dijkgraaf's waarneming uit zijn 'onderzoeksprotocollen' dd 1935.







  • ELEKTRISCHE ORGANEN EN BIO-ELEKTRICITEIT  -  DE ZINTUIGPRIKKELS


    Malapterurus
    Dat sommige vissen elektrische schokken kunnen geven wisten de oude Grieken en Egyptenaren al. Pas enkele eeuwen geleden werd in Zuid-Amerika door westerlingen ook de sidderaal ontdekt; een vissoort die elektrische schokken van een paar honderd volt sterkte kan afgeven. De organen van de Ĺsterk elektrische vissen' zijn makkelijk herkenbaar bij dissectie. Het vreemde is echter dat soortgelijke organen in een wat kleinere uitvoering gevonden zijn bij vissoorten, die geen elektrische ontlading leken te produceren. In 1951 echter ontdekte Lissmann dat deze organen wel degelijk een ontlading afgaven, maar veel zwakker, slechts enkele volts sterk. Het is de verdienste van Lissmann geweest dat hij als eerste aannemelijk gemaakt heeft dat bij deze zwak elektrische ontladingen een zintuigsysteem hoort dat allerlei gegevens over de omgeving via elektrische velden  kan opnemen (videoclips). Tot de pioniers op dit gebied behoort ook Thomas Szabo, in 1969 benoemd tot tijdelijk lector Vergelijkende Fysiologie te Utrecht.
  •  Afbeelding: siddermeerval, Malapterurus electicus in het Artis Aquarium te Amsterdan (ca 1970).







  • DE ZINTUIGEN VOOR ZEER KLEINE  ELEKTRISCHE POTENTIAALVERSCHILLEN (ÁV, mV)


    micro-ampullen
    Er zijn globaal gezien twee typen elektrosensorische organen: ampulvormige en knolvormige. De knolvormige zijn afgesloten holten onder de huid; zij zijn afgestemd op het detecteren van de kortdurende - ms - ontladingen van elektrische organen. De ampulvormige daarentegen zijn afgestemd op laagfrequente velden; doorgaans met frequenties beneden de 100 Hz. De zintuigen voor elektrische velden waren al eeuwen terug morfologisch beschreven, maar werden beschouwd als mechanische zintuigen of klieren. Elektrofysiologisch onderzoek van de ampullen van Lorenzini toonde onder andere de gevoeligheid voor elektrische prikkels aan. Pas gedragsonderzoek liet zien waarvoor de zintuigen gebruikt werden: orientatie, navigatie, lokalisatie van prooien en communicatie.
  • Afbeelding: ampulvormige electroreceptor organen in de buikvin van een glasmeerval (zie Struik 2011).







  • GEDRAG  -  DE BIOLOGISCHE BETEKENIS  -  PSYCHOFYSICA


    Electro-orientation catfish
    Het duurde lang voordat begrepen werd wat de biologisch adequate prikkel van de ampulvormige organen was. Daarvoor moest eerst de bezoekende (1969) Nobelprijswinnaar Sir John Eccles opperen dat de gelijkspanningen van het kieuw-epitheel wel eens een biologisch adequate prikkel zou kunnen zijn voor de ampullaire organen. Vˇˇr die tijd werd het zoekbeeld bepaald door Lissmann's suggestie dat spierpotenitalen van zwemmende of ademende prooidieren de adequate prikkels zouden zijn; een totaal ander frekwentiebereik dus. Dijkgraaf zelf dacht overigens lange tijd dat de reactie van zijn haaien op het ijzerdraadje dat in water gedompeld werd te maken had met lekstromen van het lichtnet.
  • Afbeelding: Een orientatie-experiment. Onderzocht wordt of de meerval vanuit zijn schuilplaats via een kunstmatig aangeboden elektrisch veld de plaats vindt waar voedsel wordt aangeboden.







  • ELEKTRORECEPTIE  -  DE UTRECHTSE SCHOOL

    hondshaai
    Het elektroreceptie-onderzoek aan het Laboratorium voor Vergelijkende Fysiologie van de Universiteit Utrecht betrof voornamelijk de elektrische gevoeligheid van vissen die zelf geen elektrische organen hebben, zoals haaien en meervallen. De resultaten van dit onderzoek zijn toegankelijk via de desbetreffende onderzoekprotocollen, studentenverslagen, dissertaties, en publicaties. Een volledige lijst van alle publicaties van het Laboratorium voor Vergelijkende Fysiologiie van 1915-1995 is tevinden op de webpagina 80 jaar Vergelijkende Fysiologie. Een specialiteit van de Utrechtse onderzoekers was het elektrofysiologisch bestuderen van het zoveel  mogelijk intacte dier.  Dit werd gerealiseerd door met behulp van ge´mplanteerde elektroden zenuwactiviteit te registreren bij vrijzwemmende dieren, en door niet-invasief het informatietransport in een enkele elektroreceptor zenuwvezel te volgen bij gesedeerde meervallen.
  • Afbeelding: kop van een levende hondshaai gezien op rugzijde, met plug die onderhuids verbonden is met een zenuw waar de ampullen van Lorenzini op zijn aangesloten. Meeluisteren door aansluiten op versterker en geluidsapparatuur.