Elefantöses – Wer rüsselt denn hier elektrisch?

Nilhechte
Elefantenrüsselfische gehören zur Familie der Nilhechte, die in den Flüssen Zentral- und Westafrikas weit verbreitet sind und als wichtige Speisefische dienen. Wegen ihrer rüsselartig verlängerten, nach unten gebogenen Maulform werden sie im Deutschen auch Elefantenfische, Rüsselfische oder Tapirfische genannt.

Von allen Knochenfischen haben Nilhechte das größte Gehirn – ihr Kleinhirn ist so vergrößert, dass es weit nach vorne reicht und wie ein Helm das Großhirn überdeckt. Das Volumenverhältnis zwischen Kleinhirn und Körper ist mit 3,1 Prozent sogar größer als beim Menschen (etwa 2,3 Prozent)!

Für was brauchen die – je nach Art – fünf Zentimeter bis über einen Meter langen Fische so viel Hirn?
Die Elefantenrüsselfische rüsseln elektrisch. Während sie langsam vorwärtsschwimmen, suchen sie ihre Umgebung nach Fressbarem ab, indem sie mit ihrem Rüssel stetig hin- und herpendeln wie Schatzsucher, die mit einem Metalldetektor nach Goldmünzen suchen. Auch Elefanten rüsseln bzw. erkunden ihre Umgebung, indem sie ganz typisch den Rüssel hin- und herschwingen, wobei bei ihnen jedoch vor allem der Geruchssinn zum Einsatz kommt.

Elefantenrüsselfische sind aktiv schwach-elektrische Knochenfische, welche die erstaunliche Fähigkeit haben, sich mithilfe von Elektrizität in ihrem Lebensraum zu orientieren, Beute zu orten und innerartlich zu kommunizieren. Sie leben gern in größeren Gruppen und verständigen sich »elektrisch« untereinander mit einem vielfältigen Vokabular. Hauptsächlich ernähren sie sich von Insektenlarven, die sie in den trüben, schlammigen Gewässern ihres Lebensraums – am, auf und im Boden eines Fließgewässers – mithilfe ihrer aktiven Elektroortung erbeuten.

Wie funktioniert diese aktive Elektroortung?
Der Elefantenrüsselfisch mit dem wissenschaftlichen Namen Gnathonemus petersii, ein beliebter Forschungsfisch bei Wissenschaftlern, ist durchschnittlich 25 Zentimeter lang und nachtaktiv. Er orientiert sich nicht nur mit seinen Spezialaugen, die aufgrund ihrer besonderen Struktur die Lichtintensität um ein Vielfaches verstärken, sondern auch mit seinem elektrischen Organ im Schwanz. Mit diesem sendet er in der Dämmerung schwachelektrische Impulse, die ein bipolares, dreidimensionales Feld um seinen Fischkörper aufbauen. Die sehr feinen Feldveränderungen werden durch eine Vielzahl von Elektrorezeptoren wahrgenommen, die sich auf der Körperoberfläche und besonders dicht am Kopfende befinden, wo der rüsselartige Fortsatz mit seinen mehr als 500 Elektrorezeptoren immer auf Empfang gestellt ist.

Anschließend werden die elektrischen Informationen im überproportional großen Kleinhirn verarbeitet, sodass der Elefantenrüsselfisch ein komplexes Bild seiner Umgebung erhält. Das Erstaunliche an dieser Leistung ist, dass die Elefantenrüsselfische zwischen ihrem elektrischen Sinn und ihrem Sehsinn hin- und herschalten, um sich das jeweils beste Bild von ihrer Umgebung zu verschaffen. Mit ihren Spezialaugen erkennen sie sehr schnelle Bewegungen, da sie bis zu 50 Bilder pro Sekunde wahrnehmen können – ein Goldfisch schafft nur 30, Menschen erkennen ab 24 Bildern pro Sekunde keine Einzelbilder mehr, sondern nehmen einen Film wahr. Ein solch kombinierter Einsatz visueller und anderer Sinne ist bisher nur von hochentwickelten Säugetierarten bekannt. Doch die Sinnesleistung des Elefantenrüsselfischs ist noch beeindruckender: Er kann seine Umgebung sogar anhand von »Elektrofarben« unterscheiden!

Elektrofarbsinn
Neuere Forschungen zeigen, dass das Gehirn des Elefantenrüsselfischs verschiedene elektrische Felder wie Farben wahrnimmt. Beispielsweise haben die besonders leckeren Zuckmückenlarven im Gegensatz zu anderen Insektenlarven, aber auch zu Artgenossen oder fremden Fischen, wohl eine ganz besonders appetitliche »Farbe«. Im Kleinhirn des Elefantenrüsselfischs ergibt das Verhältnis zweier Messwerte aus verschiedenartigen Elektrorezeptoren zueinander eine Farbe, anhand der er seine Lieblingsbeute mit Leichtigkeit identifizieren kann – ähnlich wie unser menschliches Gehirn aus dem Mischungsverhältnis der Netzhautrezeptoren für rotes, grünes und blaues Licht die Farbe des gesehenen Objektes berechnet.

Was in der Bionik vom afrikanischen Elefantenrüsselfisch abgeschaut wird
Bioniker/innen, welche Anregungen aus der Biologie kreativ in die Technik umsetzen, tüffteln beispielsweise an einem Sensor, der Ablagerungen in Herzkrankgefäßen nach dem Prinzip der Elektroortung zuverlässig anzeigen soll. Unterwasserkameras profitieren von dem Funktionsprinzip der Spezialaugen, bei schlechten Sichtverhältnissen Gegenstände besser bzw. schneller erkennen zu können. Solche verbesserten Spezialkameras könnten für Unterwasser-Reparaturarbeiten von Ölplattformen oder in Kläranlagen eingesetzt werden.

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