鱼类的电觉是在20世纪50年代末才发现的。1958年,利斯曼在观察带电鱼类的寻食行为时,发现它们能利用电脉冲探测食物。由此推定这种鱼有电觉存在。1961年,布洛克用电生理方法进一步进行实验,证实了有些鱼类确有电觉。
目前已被证实有电觉的鱼类有:圆口类的七鳃鳗、板鳃类、全头类、肺鱼类、总鳍类 、软骨硬鳞类、真骨鱼类的鲶鱼目、电鳗亚目和长吻鱼目。
从进化的角度看,比较原始的鱼类绝大部分都有电觉,进化程度最高的真骨鱼类中,有电觉的鱼只占少数(33个目中,有电觉鱼类只占3个目)。由此可见,电觉器官起源于原始鱼类。
(一) 电觉器官
电觉器官按其适应的快慢可分为二类,即低频电觉器官和高频电觉器官。
1.低频电觉器官(壶腹状电觉器官)
低频电觉器官是所有电觉鱼类所共有的电觉器官。由壶腹管、壶腹、感觉细胞、传入神经组成。许多软骨鱼类的罗伦氏器就是一种典型的低频电觉器官。
壶腹管——通向皮肤表面的细管,内有粘液,具有传导电流的机能。淡水鱼类的壶腹管较短,而海水鱼类的壶腹管较长。
壶 腹 ——壶腹管基部的球状部位,内有粘液,具有传导电流的机能。
感觉细胞——分布于壶腹基部,具有感觉电流的机能。
传入神经——分布于感觉细胞之上,将电觉信号传入神经中枢。
低频电觉器官对低频或直流电的刺激都会有长时间的持久性反应,但适应较慢。
2.高频电觉器官(鳞茎状电觉器官)
高频电觉器官是电鳗亚目和长吻鱼目(都是带电鱼类)所特有的电觉器官。由上皮细胞、感觉细胞、传入神经组成。
上皮细胞——包围于感觉细胞外围,细胞层的小管具有传导电流的机能。
感觉细胞——具有感觉电流的机能。
传入神经——将电觉信号传入神经中枢。
高频电觉器与官低频电觉器官的最大区别,是没有壶腹管和壶腹,感觉细胞和支持细胞都呈鳞茎状排列,故称鳞茎状电觉器官或结节状电觉器官。高频电觉器官对高频电刺激非常敏感,适应迅速,但对低频电刺激不敏感。
3.电觉器官分布
鱼类电觉器官的分布有较大的种类差异。如:
鲨、鳐鱼类:电觉器官主要集中于头部,壶腹以十几个或几十个为一群形成一个包囊,许多包囊集中一起,形成葡萄状,壶腹管向四周辐射。
透明鲶:电觉器官遍布于全身,头部的分布密度最大,40个/mm2,躯干部的电觉器官沿6条纵带分布。
大头鲶:电觉器官遍布于全身,据估计,体长为18—20cm的大头鲶全身共有电觉器官2500——4000个。
4.电觉器官特征
1.感电阈值
感电阈值是指鱼类所能感觉道的最小电场强度。
海洋电觉鱼类的感电阈值要比淡水电觉鱼类小的多。说明海洋电觉鱼类对电流比较敏感。
鳐科鱼类的感电阈值——0.005uV/cm
鲨科鱼类的感电阈值——0.01uV/cm
淡水真骨鱼类的感电阈值——0.5 uV/cm以上
2.感电频率
所有鱼类的电觉器官对直流电都不很敏感,但对脉冲电和交流电较为敏感。
低频电觉器官的感电频率范围: 0.3——30Hz,某些电觉鱼类可感受到地球磁场在水中产生的微弱低频电流,并能据此定位,对回游很有意义。
高频电觉器官的感电频率范围: 70——3000Hz,可感受异种和自身发出的高频电波,并能用电波探测水下物体和相互通讯。
(二) 电觉机能
1.电觉鱼类可依靠电觉寻食
鲨鱼靠电觉寻找比目鱼的实验
2.通讯
3.电觉鱼类具有趋电性
电鳗
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