У акул есть особые органы электрической чувствительности — ампулы Лоренцини. Через поры кожи и заполненные желе каналы слабое воздействие достигает чувствительных клеток. Дальше сведения передаются нервной системе. Это восприятие окружающего поля, которое может помогать поиску добычи; его следует отличать от создания разряда электрическим органом ската.
Зачем нужен заполненный желе канал
В работе 2016 года исследовали желе из ампул двух видов скатов и одного вида акулы. Учёные измеряли его электрические свойства отдельно от живого животного. Такой подход позволяет проверить материал канала, но ещё не воспроизводит весь процесс поиска пищи.
Вещество оказалось густым, прозрачным и содержащим много воды. В подготовленных образцах обнаружили высокую проводимость, связанную с перемещением протонов. Протон здесь означает положительно заряженную частицу водорода. Для подтверждения способа переноса исследователи использовали замену обычной воды на воду с более тяжёлым вариантом водорода: проводимость уменьшалась характерным образом.
Авторы также подтвердили присутствие определённого сложного углевода и предположили его участие в проводимости. Но предложенное объяснение состава и точная роль желе в работающем органе не были окончательно установлены одним измерением материала.
Поэтому желе нельзя представлять как металлический провод или самостоятельный мозг. Это часть пути между наружной средой и клетками. Свойства извлечённого образца помогают понять этот путь, сохраняя отдельный вопрос о работе живой чувствительной системы.
Что происходит в чувствительной клетке
В исследовании 2017 года подробно изучали электрочувствительные клетки малого ската. Это родственная акулам хрящевая рыба, однако результаты одного вида не следует автоматически переносить на всех представителей группы.
Учёные записывали электрические ответы отдельных клеток и исследовали работающие в них каналы. Канал — белковая структура в клеточной оболочке, через которую могут проходить определённые заряженные частицы. Совместное действие кальциевых и калиевых каналов поддерживало небольшие колебания электрического состояния оболочки.
Значение этой совместной работы проверили и у животных. Скаты обычно проводили больше времени рядом со скрытым в песке источником заданного электрического сигнала. Воздействия, изменявшие работу исследованных каналов, уменьшали такое предпочтение. Отдельная проверка движения помогала отличить изменение чувствительного поведения от общего нарушения подвижности.
Эти результаты связывают молекулярное устройство, ответ клетки и наблюдаемое поведение. Однако опыт со скрытым источником не означает распознавание любого животного или безошибочную охоту. Кроме того, он показывает конкретный механизм ската, который нужно отдельно сравнивать с механизмом акулы.
Почему акула и скат отвечают неодинаково
В работе 2018 года исследовали клетки сетчатой кошачьей акулы и малого ската. У обоих видов начало ответа было связано со сходными кальциевыми каналами, способными работать при сравнительно небольшом изменении напряжения. Но главные калиевые каналы и дальнейшая динамика ответа различались.
Клетки акулы давали крупные повторяющиеся электрические всплески, тогда как у ската наблюдали меньшие колебания, которые можно было изменять более плавно. Исследователи сопоставили эти особенности с выходом маленьких клеточных пузырьков, участвующих в передаче сообщения нерву.
Для проверки на уровне животных измеряли изменение частоты дыхательных движений при электрических воздействиях разной частоты. У акул ответы были сходными в проверенном диапазоне; скаты сильнее отвечали на определённые низкие частоты. Это физиологическая реакция на заданные сигналы, а не прямое измерение успешности охоты.
Авторы предложили связать различия с разными задачами электрической чувствительности. При этом обработка сведений нервной системой и строение органа тоже могут влиять на итог. Вывод описывает исследованные виды и условия, сохраняя возможность других настроек у родственников.
Что показывает наружный портрет
На изображении видны целое тело небольшой кошачьей акулы, узор кожи и плавники. Оно не показывает скрытые каналы ампул, движение заряженных частиц или электрические ответы клеток. Для этих вопросов необходимы специальные наблюдения и измерения.
РыбыКак самец морского конька вынашивает потомство
РыбыКак золотая рыбка слышит без наружных ушей
РыбыЗачем рыбе плавательный пузырь и как он помогает держаться в воде
РыбыКак устроена чешуя рыбы и зачем она нужна