电感受

电感受,检测能力弱的自然发生的静电场在环境。电感受的脊椎动物物种,包括两个不同的血统的成员硬骨鱼类的(一群鳍刺类鱼)和单孔目动物(卵生哺乳动物)。大黄蜂还能够检测微弱的电场。在脊椎动物电感受是由皮肤的电感受器敏感器官的存在。

电感受促进发现猎物或其他食物来源和使用对象和一些物种作为社会交际的一种手段。一般来说,对电感受陆生动物很少使用,因为空气的高电阻限制的流动电流。因此,人类缺乏电感受器;然而,通过indiscriminant刺激感觉和运动神经纤维,人类是能够发现强大的电流(例如,从电池或静态生成器)要么直接接触电源所产生的或间接接触导电介质,例如水。

发现电感受器

电感受器器官生理上最先发现在1960年代初由美国神经学家西奥多·H。从弱电鱼布洛克和同事和法国科学家托马斯萨博和阿尔弗雷德Fessard。电感受器的存在预期在1950年代由英国动物学家汉斯·w·Lissmann,谁是第一个发现电放电的持续疲弱电子琴在非洲的尾部一种淡水鱼(Gymnarchus niloticus)。在1958年的时候,他就展示了放电的原因,表明鱼可以检测存在的玻璃和金属杆或其他导电或不导电的物体的距离10厘米(4英寸)以上,即使没有视觉,机械或化学信号。Lissmann假设鱼是感知扭曲自己的发电器官排放作为其皮肤电阴影。他正确地猜测,有真皮电感受器的鱼。他称他们的行为“electrolocation”,在著名的蝙蝠的回声是对象通过检测超声回声返回从他们的电话。

在1960年代荷兰科学家斯文戴格拉和Adrianus j . Kalmijn证实鲨鱼和鳐鱼的皮肤感觉器官壶腹洛伦西尼,可以感觉到弱电流等猎物生物比目鱼即使生物被埋在沙子。戴格拉和Kalmijn表明洛伦西尼的壶腹是必不可少的这种行为,完全是基于electrosensory线索,猎物就弱直流电(DC)电场周围鳃、内脏和皮肤伤口把他们的存在的鲨鱼。当给定一个选择猎物鱼覆盖着塑料包装和一对线电极连接到一个猎物鱼在另一个罐,鲨鱼喜欢挖出了几根电线。被动electrolocation Kalmijn和他的同事们称这能力,与活跃的electrolocation能力g . niloticus由Lissmann发现的。

进化和解剖电感受

电感受第一次出现在无颌脊椎动物(动物头骨)如七鳃鳗,拥有一个表皮“end-bud”器官受侧线神经支配。end-bud受体敏感弱低频(DC = 50赫兹(Hz))电场。最早颌类脊椎动物,第一个壶腹部电感受器嵌入式在皮肤或长期的基础进行运河主要从皮肤表面一块专门的修改感觉上皮细胞(洛伦西尼在壶腹的情况下)。感觉上皮细胞毛细胞侧线或相似内耳大脑,神经纤维连接他们旅行在同一与侧线神经神经束。细胞衬里壶腹运河是挤在低阻高阻绝缘管腔,这是由一个咸的凝胶状的矩阵。类似于一个绝缘线,这种安排是理想的感官细胞膜传导电流。所有的脊椎动物电感受器遵循这一基本设计。

电感受共享所有的原始水生脊椎动物,包括一些水生两栖动物,但这是迷失在脊椎动物了过渡陆地的存在。在那些单孔类动物哺乳动物的感觉再次出现,电感受来自修改粘液腺的法案或鼻子。粘液腺低阻运河,进行电流从环境到裸露的三叉神经的神经末梢。电感受缺席在大多数现代鱼类,除了两个独立进化的硬骨鱼的血统,其中包括鲶鱼和notopterid knifefishes非洲。在这些组织,独立电感受器进化壶腹受体。结节性或交流电(AC)敏感,电感受器也出现在这两个谱系电鱼的子组。这些子组是南美knifefishes (Gymnotiformes),其中包括电鳗(电鳗),无关的淡水mormyrid鱼(Mormyroidea)来自非洲。这两个组织的成员使用他们的结节器官积极electrolocation对象和电子通信。

电感受在无脊椎动物的调查显示高阈值行为的存在;例如,蠕虫秀丽隐杆线虫响应电流大于3伏特/厘米。相比之下,鲨鱼和鳐鱼,最敏感的壶腹受体,阈值低至每厘米0.02微伏。大黄蜂检测微弱的电场由鲜花,虽然电感受的机制和功能在本例中是未知的。首次报道现象的物种Bombus terrestris。

功能电感受

电感受器提供电流的低阻通路从外部环境到一个包含细胞与电压特异性蛋白质被称为感觉上皮离子通道在他们的膜。作为感觉细胞接受正离子voltage-induced的结果离子通道刺激,其偏振状态的变化和简要逆转,导致的一代动作电位。动作电位产生的信号传递给大脑的神经冲动,导致动物的行为反应。具体行为产生电感受器的类型有关。

壶腹部电感受器用于被动electrolocation猎物的直流电场生物捕食者,或同种个体。能够感受到其他动物可能给electroreceptive鱼类穿越黑暗中优势或浑浊的水。结节性电感受器,发现只有在electroreceptive种硬骨鱼,用于感应交流电场的电器官,为积极electrolocation对象或社会沟通。电通信信号从电器官可能非常复杂多样。一个富有的曲目电气信号用于信号威胁、提交、报警和求爱,和一些electroreceptive鱼电信号性、物种和个体识别。