Stichting De Traditie -
Cultureel
Erfgoed
Utrecht - Wetenschap
Vergelijkende Dierfysiologie - Elektrische organen
Nadat Lissmann (1958) ontdekt had dat zwak-elektrische vissen zintuigen hadden waarmee ze verstoringen in het door hun elektrisch orgaan opgewekte veld konden waarnemen, stelde Murray (1962) vast dat de ampullen van Lorenzini bij haaien gevoelig waren voor elektrische spanninkjes in het microvolt bereik. Omdat haaien geen elektrisch orgaan hebben, vroeg men zich af waartoe zo'n elektrosensorisch orgaan dan zou dienen? Spierpotentialen van andere dieren werd gezien als een mogelijke biologisch adequate prikkel. En hoewel er op het laboratorium voor vergelijkende Fysiologie geen onderzoek gedaan werd naar de ontladingen van zwak-elektrische vissen, werden toch altijd een paar exemplaren achter de hand gehouden voor demonstraties. Zie hiervoor de videoclips.
Toen Rob C. Peters als student bij Ad Kalmijn bij een vrij rondzwemmende hondshaai probeerde de zenuwaktiviteit te registreren van de ampullen van Lorenzini, wilde hij onder meer de reactie op spieractiepotentialen vastleggen door de hondshaai boven een scholletje te manoevreren op het moment dat de laatste zich in het zand ingroef. Hondshaai en scholletje zwommen in een plastic kinderbad van 1.60 m diameter. Hoewel Dijkgraaf en Kalmijn (1966) het merendeel van de registraties goed genoeg vonden om te publiceren, vroeg Kalmijn zich af of dit wel een reactie op alleen spierpotenitalen was. Het signaal zou 'vervuild' kunnen zijn met reacties van de mechanosensorische zijlijn.
Het idee dat de elektrosensorische ampullen zouden dienen om spierpotentialen van andere dieren op te pakken was destijds geopperd door Lissmann. Van de kiewen van vissen konden inderdaad adempotentialen worden afgeleid die echter in een lager frequentiebereik lagen dan dat van de spierpotenitalen. Het was de Nobelprijswinnaar Sir John Eccles die tijdens een bezoek (1969) aan Dijkgraaf's lab opperde dat in de keel- en mondholte van vissen vrij sterke gelijkspanningen konden worden gemeten. Dit gegeven wierp een totaal nieuw licht op de zaak. Vanaf dat moment werd niet zozeer gezocht naar spierpotentialen, maar naar gelijkspanningen, die inderdaad meetbaar bleken en sterk genoeg om als prikkel te dienen voor de ampullaire zintuigen. Zie hiervoor o.a. Kalmijn 1972.
Alle waterorganismen wekken een zwak elektrisch veld op. Meestal een gelijkspanning met daarop gesuperponeerd een wisselspanning die met bewegende lichaamsdelen samenhangt. Zeer waarschijnlijk hangt dat elektrisch veld samen met het handhaven van het 'milieu intérieur' van het waterorganisme. Wanneer een elektrosensorische vis zo'n gelijkspanningsbron passeert 'meten' de elektrosensorische zintuigen in de huid een veranderende potentiaal, een wisselspamnning. Niet alleen waterdieren produceren een elektrisch veld; ook allerlei scheikundige en natuurkundige processen in de bodem veroorzaken elektrische velden. Als zulke velden stabiel genoeg zijn zouden elektroreceptieve vissen zich hier op kunnen orienteren. Voor elektoreceptieve vissen bestaat er dus een elektrische wereld met allerlei bruikbare elektrische bronnen.
Geďnspireerd door een publicatie van collega Anton Roth ontwikkelden Franklin Bretschneider en Rob C. Peters een apparaat met roterende elektroden om gelijkspanningsvelden in water te meten, waarbij de meetelektroden op een vislengte afstand van elkaar staan. Het meten van gelijkspanningen in water is nogal problematisch als gevolg van oncontroleerbare elektrodepotentialen. Door een stel elektroden te laten ronddraaien wordt een eventueel gelijkspanningsveld omgevormd tot wisselspanning, die eenduidiger te interpreteren is.
20181223