الکترورسپتورها1: گیرندههای تشخیص میدانهای الکتریکی در ماهیها
حس ششم در دنیای آبزیان
همهٔ ما با حواس پنجگانه بینایی، شنوایی، بویایی، چشایی و لامسه آشنا هستیم. اما در دنیای زیر آب، برخی موجودات مانند بسیاری از ماهیها و کوسهها، از یک حس اضافی برخوردارند: توانایی تشخیص میدانهای الکتریکی. این حس ششم توسط اندامهای ویژهای به نام الکترورسپتور1 امکانپذیر شده است. تصور کنید در تاریکی مطلق یا آب گلآلود بتوانید طعمه خود را پیدا کنید یا از دست شکارچی فرار کنید؛ این دقیقاً کاری است که این ماهیها انجام میدهند.
الکتریسیته در طبیعت و بدن موجودات زنده
الکتریسیته تنها در پریزهای برق وجود ندارد. تمام موجودات زنده، از جمله خود ما، میدانهای الکتریکی بسیار ضعیفی تولید میکنند. این میدانها بهخصوص در اطراف ماهیچهها و اعصاب، هنگامی که فعال هستند، ایجاد میشوند. برای مثال، وقتی قلب یک ماهی کوچک میتپد یا آبششهایش حرکت میکند، یک سیگنال الکتریکی ضعیف ساطع میکند. کوسهها و سایر شکارچیان مجهز به الکترورسپتور میتوانند این سیگنالها را مانند یک نور چشمکزن در تاریکی تشخیص دهند.
انواع الکترورسپتورها و نحوهٔ عملکرد آنها
الکترورسپتورها عمدتاً به دو دستهٔ اصلی تقسیم میشوند که هرکدام برای هدف خاصی بهینه شدهاند:
| نوع الکترورسپتور | کارکرد اصلی | مثالهایی از ماهیهای دارنده | حساسیت (تقریبی) |
|---|---|---|---|
| الکترورسپتورهای آمپولاری2 | تشخیص میدانهای الکتریکی با فرکانس پایین (مانند سیگنالهای تولید شده توسط طعمه) | کوسهها، سپرماهیها3 | 5 نانوفولت بر سانتیمتر |
| الکترورسپتورهای توبی4 | تشخیص تغییرات سریع در میدان الکتریکی (برای ارتباطات و سنجش اجسام) | ماهیهای فیل5، ماهیهای چاقو6 | 1 میکروفولت بر سانتیمتر |
این گیرندهها معمولاً به صورت حفرهها یا منافذ کوچکی روی پوست سر و صورت ماهی قرار دارند و با یک مادهٔ ژلهای پر شدهاند که هدایت الکتریکی بالایی دارد. وقتی یک میدان الکتریکی از این ژل عبور میکند، یک سیگنال عصبی ایجاد میکند که به مغز ماهی فرستاده میشود. مغز این سیگنالها را پردازش کرده و یک "نقشه" الکتریکی از محیط اطراف میسازد.
کاربردهای عملی: از شکار تا ناوبری
این حس ششم در موقعیتهای مختلف و حیاتی به کار ماهی میآید:
شکارگری: کوسه یک شکارچی برتر است. هنگامی که یک ماهی مرکب در زیر ماسههای کف اقیانوس پنهان شده و هیچ حرکت یا بویی از خود ساطع نمیکند، کوسه میتواند ضربان قلب و سیگنالهای عصبی آن را از طریق الکترورسپتورهایش تشخیص دهد. این مانند یک دستگاه آشکارساز حیات داخلی است!
ناوبری: میدان مغناطیسی زمین، میدانهای الکتریکی ضعیفی در آب دریا ایجاد میکند. برخی از ماهیهای مهاجر، مانند ماهی قزلآلا، احتمالاً از این سرنخها برای یافتن راه خود در مسیرهای مهاجرت هزاران کیلومتری استفاده میکنند.
ارتباطات: برخی ماهیها مانند "ماهی فیل"، برای شناسایی یکدیگر و حتی پیدا کردن جفت، سیگنالهای الکتریکی خاصی تولید و دریافت میکنند. این کار شبیه به ارسال پیامهای مخفی است.
اشتباهات رایج و پرسشهای مهم
خیر، بهتر است به آن به عنوان یک حس "لمسی" بسیار پیشرفته فکر کنیم. ماهیها تصویری بصری از برق دریافت نمیکنند، بلکه حضور، قدرت و جهت یک میدان الکتریکی را احساس میکنند. مغز آنها این اطلاعات را با سایر حواس ترکیب میکند تا یک درک فضایی از محیط ایجاد کند.
خیر، این یک ویژگی تخصصی است. بیشتر ماهیهای استخوانی معمولی مانند قزلآلا یا گوپی این قابلیت را ندارند. الکترورسپتورها عمدتاً در کوسهها، سپرماهیها، ماهیهای پرتوباله7 و برخی ماهیهای آب شیرین مانند ماهی فیل و ماهی چاقو یافت میشوند.
انسانها و پستانداران دیگر در محیطی تکامل یافتهاند که هوا رسانای بسیار ضعیفی برای الکتریسیته است. بنابراین، داشتن چنین حسی مزیت چندانی برای اجداد ما نداشته است. در عوض، ما بر روی تقویت حواسی مانند بینایی و شنوایی تمرکز کردهایم.
پاورقی
1 Electroreceptors: گیرندههای حسی که به محرکهای الکتریکی پاسخ میدهند.
2 Ampullary Electroreceptors: نوعی از الکترورسپتورها که برای تشخیص میدانهای الکتریکی با فرکانس بسیار پایین ($< 50$ هرتز) تخصص یافتهاند.
3 Rays: نوعی ماهی غضروفی که بدن پهنی دارد.
4 Tuberous Electroreceptors: نوعی از الکترورسپتورها که به تغییرات سریع میدان الکتریکی ($> 50$ هرتز) حساس هستند.
5 Elephantfish: ماهیهای آب شیرین که پوزهای شبیه به فیل دارند.
6 Knifefish: ماهیهایی با بدن بلند و باریک که شبیه به چاقو هستند.
7 Bony Fish: ماهیهایی که اسکلت استخوانی دارند، در مقابل ماهیهای غضروفی مانند کوسه.
