Fische sind Wassertiere mit großer Vielfalt. Mit über 32’000 Arten sind sie die grösste Gruppe der Wirbeltiere.
Die meisten Fische besitzen hoch entwickelte Sinnesorgane. Die Augen der meisten Fische, die bei Tageslicht leben, sind in der Lage, Farben zu sehen. Einige können sogar ultraviolettes Licht sehen. Fische haben auch einen sehr guten Geruchssinn. Forellen zum Beispiel haben spezielle Löcher, die Nasen, in ihrem Kopf, mit denen sie winzige Mengen von Chemikalien im Wasser wahrnehmen können. Wandernde Lachse, die aus dem Meer kommen, nutzen diesen Sinn, um den Weg zurück zu ihren Heimatflüssen zu finden, weil sie sich an ihren Geruch erinnern. Vor allem bodenbewohnende Fische haben einen sehr ausgeprägten Tastsinn in ihren Lippen und Barteln. Dort befinden sich auch ihre Geschmacksknospen. Sie nutzen diese Sinne, um am Boden und in trüben Gewässern nach Nahrung zu suchen.
Fische haben außerdem ein Seitenliniensystem, das auch als Lateralis-System bekannt ist. Dabei handelt es sich um ein System von taktilen Sinnesorganen, die sich im Kopf und an beiden Seiten des Körpers befinden. Es dient dazu, Bewegungen und Vibrationen im umgebenden Wasser wahrzunehmen.
FunktionsEdit
Fische nutzen das Seitenlinien-Sinnesorgan, um Beute und Räuber, Veränderungen in der Strömung und deren Ausrichtung wahrzunehmen, und sie verwenden es, um Kollisionen beim Schwarmfischfang zu vermeiden.
Coombs et al. haben gezeigt, dass das Seitenlinien-Sinnesorgan für Fische notwendig ist, um ihre Beute zu erkennen und sich an ihr zu orientieren. Die Fische erkennen und orientieren sich an Bewegungen, die von Beutetieren oder einer vibrierenden Metallkugel verursacht werden, selbst wenn sie geblendet sind. Wenn die Signaltransduktion in den Seitenlinien durch die Verabreichung von Kobaltchlorid gehemmt wird, ist die Fähigkeit, die Beute anzupeilen, stark eingeschränkt.
Die Abhängigkeit der Fische vom Seitenlinienorgan zur Vermeidung von Kollisionen bei Schwarmfischen wurde von Pitcher et al. Pitcher et al. zeigten 1976, dass optisch erblindete Fische in einem Fischschwarm schwimmen können, während Fische mit einem deaktivierten Seitenlinienorgan dies nicht können.
AnatomieBearbeiten
Die Seitenlinien sind als zwei schwache Linien sichtbar, die auf beiden Seiten des Fischkörpers vom Kopf bis zum Schwanz verlaufen. Sie bestehen aus einer Reihe von Mechanorezeptorzellen, den sogenannten Neuromasten. Diese befinden sich entweder auf der Oberfläche der Haut oder, was häufiger der Fall ist, im Seitenlinienkanal. Der Seitenlinienkanal ist eine schleimgefüllte Struktur, die direkt unter der Haut liegt und die externe Wasserverdrängung durch Öffnungen von außen an die Neuromasten im Inneren weiterleitet. Die Neuromasten selbst bestehen aus Sinneszellen mit feinen Haarzellen, die von einer zylindrischen, gallertartigen Cupula umhüllt sind. Diese reichen entweder direkt ins offene Wasser (häufig bei Tiefseefischen) oder in die Lymphflüssigkeit des Seitenlinienkanals. Der wechselnde Wasserdruck verbiegt die Cupula und damit auch die Haarzellen im Inneren. Ähnlich wie bei den Haarzellen in allen Wirbeltierohren führt eine Ablenkung in Richtung der kürzeren Zilien zu einer Hyperpolarisation (Verringerung der Feuerungsrate) und eine Ablenkung in die entgegengesetzte Richtung zu einer Depolarisation (Erhöhung der Feuerungsrate) der Sinneszellen. Auf diese Weise wird die Druckinformation mittels einer Ratenkodierung in eine digitale Information umgewandelt, die dann entlang des Seitenliniennervs an das Gehirn weitergeleitet wird. Durch die Integration vieler Neuromasten über ihre afferenten und efferenten Verbindungen können komplexe Schaltkreise gebildet werden. Dadurch können sie auf unterschiedliche Stimulationsfrequenzen reagieren und folglich unterschiedliche Parameter wie Beschleunigung oder Geschwindigkeit kodieren.
Bei Haien und Rochen haben einige Neuromasten eine interessante Entwicklung durchgemacht. Sie haben sich zu Elektrorezeptoren, den sogenannten Lorenzini-Ampullen, entwickelt. Sie sind vor allem um den Kopf des Fisches herum konzentriert und können eine Veränderung elektrischer Reize von nur 0,01 Mikrovolt erkennen. Mit diesem empfindlichen Instrument sind diese Fische in der Lage, winzige elektrische Potenziale zu erkennen, die durch Muskelkontraktionen erzeugt werden, und können so ihre Beute über große Entfernungen, in trüben Gewässern oder sogar versteckt unter dem Sand finden. Es wird vermutet, dass Haie diesen Sinn auch für ihre Wanderung und Orientierung nutzen, da die Lorenzinischen Ampullen empfindlich genug sind, um das elektromagnetische Feld der Erde zu erkennen.
Konvergente EvolutionBearbeiten
Cephalopoden:
Kephalopoden wie Tintenfische, Oktopusse und Sepien haben Linien von bewimperten Epidermiszellen an Kopf und Armen, die den Seitenlinien von Fischen ähneln. Elektrophysiologische Ableitungen dieser Linien bei Sepia officinalis und Lolliguncula brevis haben sie als Analogon zu den mechanorezeptiven Seitenlinien von Fischen und Amphibien identifiziert.
Krebstiere:
Eine weitere Annäherung an die Seitenlinie der Fische findet sich bei einigen Krebstieren. Im Gegensatz zu den Fischen haben sie die mechanosensorischen Zellen nicht am Körper, sondern in regelmäßigen Abständen an langen, nachlaufenden Antennen. Diese werden parallel zum Körper gehalten. So entstehen zwei parallel zum Körper verlaufende „Seitenlinien“, die ähnliche Eigenschaften wie die Seitenlinien der Fische haben und mechanisch unabhängig vom Körper sind.
Säugetiere:
Bei aquatischen Seekühen trägt der postkraniale Körper Tasthaare. Sie ähneln den mechanosensorischen Haaren von Nacktmullen. Diese Anordnung von Haaren wurde mit der Seitenlinie von Fischen verglichen und ergänzt die geringen visuellen Fähigkeiten der Seekühe. In ähnlicher Weise sind die Schnurrhaare der Hafenrobben dafür bekannt, dass sie kleinste Wasserbewegungen wahrnehmen und als hydrodynamisches Rezeptorsystem dienen. Dieses System ist weit weniger empfindlich als das der Fische.