title: Elektrosensorische Beutedetektion beim Afrikanischen Scharfzahnwels Clarias gariepinus (Burchell, 1822; Clariidae, Siluriformes, Teleostei)
Creators: name: Hanika, Susanne
Publisher: name: Universität Regensburg
Year: 1997
Subjects: subject: Clarias gariepinus; Elektrorezeptor; Beutefang; Dressur; Nilhechte ; Elektrisches Organ; Elektrischer Sinn
subject: 570 Biowissenschaften, Biologie
subject: 590 Tiere (Zoologie)
subject: WW 1687

description: Welse besitzen ampulläre Elektrorezeptoren und nehmen außerordentlich schwache elektrische Niederfrequenzfelder wahr (0,1 - 100 Hz; Peters et al. 1995), was ihnen bei der Orientierung und Beutedetektion dienen kann. Unbekannt war die in der vorliegenden Arbeit untersuchte Fähigkeit von Clarias gariepinus und C. theodorae, zweier afrikanischer Kiemensackwelse, die pulsförmige Entladungen der elektrischen Organe bestimmter Mormyriden-Arten zu detektieren. Diese Untersuchung lag aufgrund zweier Freilandstudien nahe: (1) Merron (1993) wies im Okavango eine zeitweise Beutespezialisierung von C. gariepinus auf Marcusenius macrolepidotus nach; (2) die Entladungen von M. macrolepidotus-Männchen besitzen gegenüber denen von Weibchen und Jungtieren eine etwa 10fach längere Dauer (Kramer 1997). Wie in der vorliegenden Arbeit an vier Individuen des Scharfzahnwelses Clarias gariepinus gezeigt, können diese, entgegen früherem Wissensstand, die pulsförmigen elektrischen Entladungen bestimmter Mormyridenarten sehr gut wahrnehmen. Auch künstliche Reizpulse werden mit steigender Dauer oder steigendem Gleichspannungsanteil immer besser wahrgenommen. Anhand monopolarer Sinus- und Rechteckpulse sowie bipolarer Sinuspulse konnte gezeigt werden, daß allein der Niederfrequenzanteil der Reizpulse ihre Reizwirksamkeit bestimmt. Zu den gut detektierten Reizpulsen zählen die langandauernden, sexualdimorphen Entladungen der Männchen von Marcusenius macrolepidotus, zeitweise Hauptbeutefisch von Clarias gariepinus (Merron 1993), die bis zu einer Feldstärke von 103 μVS-S/cm (Entladung von 4,7 ms Dauer) bzw. 688 μVS-S/cm (2,47 ms) bei futterbelohnten Dressurversuchen eine Verhaltensantwort auslösen. Die nur 0,49 ms andauernden Entladungen von Weibchen und Jungtieren dieser Art werden bei natürlich vorkommender Reizamplitude nicht detektiert, ebensowenig die Entladungen von den sympatrisch vorkommenden Arten (Kramer 1996) Petrocephalus catostoma, Cyphomyrus discorhynchus und Pollimyrus castelnaui. Dagegen werden die langandauernden Entladungen von Mormyrus lacerda und eines Cyphomyrus discorhynchus-Männchens sowie die monopolaren Entladungen zweier Hippopotamyrus-Arten besser als die von M. macrolepidotus-Männchen detektiert. Lebensweise (Skelton 1993) und Abundanz (Merron 1993) dieser Arten im Oberen Sambesi können das Fehlen im Beutespektrum erklären. Die maximale Detektionsdistanz, bei der die Welse die Entladungen ihrer Beute entdecken können, hängt vor allem von der Dauer, Amplitude und Zahl der Phasen der elektrischen Entladungen ab. C. gariepinus kann mittelgroße Männchen von M. macrolepidotus mit einer langandauernden Entladung (4,71 ms) bis zu einer Entfernung von 83 cm, Männchen mit einer etwas kürzeren Entladung (2,47 ms) noch bis zu 45 cm wahrnehmen. Bei größeren Entladungsamplituden nimmt die Detektionsdistanz zu, zum Beispiel bei der größten gemessenen Amplitude von M. macrolepidotus auf bis zu 147 cm. Die Wasserleitfähigkeit hat - im in der Natur gefundenen Bereich von 50 μS/cm bis 150 μS/cm - einen zu vernachlässigenden Einfluß auf die Detektionsdistanz, da eine Schwellenerhöhung mit sinkender Wasserleitfähigkeit durch eine Amplitudenzunahme der Mormyriden-Entladungen kompensiert wird. Eine Spezialisierung der Rezeptoren der untersuchten Tiere auf kurze Reizpulse, wie sie von Mormyriden erzeugt werden, kann aus zwei Gründen ausgeschlossen werden: (1) In dieser Arbeit zeigten C. gariepinus und C. theodorae gegenüber kurzen elektrischen Reizpulsen eine ähnlich große Empfindlichkeit. (2) Außerdem weisen C. gariepinus (Peters und Bretschneider 1981) und Welse der Art Ictalurus nebulosus (Peters et al. 1995) sehr ähnliche Abstimmeigenschaften auf kontinuierliche Sinusreize auf, obwohl letztere aufgrund ihrer Herkunft (Nordamerika) nicht an Mormyriden-Entladungen angepaßt sein können. Jedoch belegt die in dieser Arbeit nachgewiesene hohe Empfindlichkeit für Marcusenius- Männchen-Entladungen, besonders im Hinblick auf die Dominanz dieser Fischart im Beutespektrum, daß der elektrosensorischen Beutedetektion bei C. gariepinus eine sehr viel größere Bedeutung zukommt als bisher angenommen.