無處可藏!神秘電子「第六感」讓鯊魚在海中精準捕獵
「
茫茫大海中,鯊魚是當之無愧的霸主。不知你是否好奇過:體型龐大的鯊魚是如何做到捕獵時「疾如閃電」的?
」
假如你有超出常人的聽覺,那麼當你身處一個吵鬧的雞尾酒會時,當你的耳朵就能聽到你的朋友們在你耳邊聊最新的八卦時他們肌肉發出的通常聽不到的聲音。你最安靜和最吵的聲音對你沒有區別。對於你的超常聽力來說,它們全都像汽車喇叭一樣響。
根據美國國立衛生研究院資助的一項研究發現,這可能是鯊魚的電感應器官在探測到附近獵物發出的微小電場時的反應。研究結果發表在《自然》雜誌上。
研究表明,鯊魚的反應可能與鰩魚的同一器官的反應非常不同,扁平、有魚翅的鰩魚是鯊魚和刺鰩在生物進化上的近親,這也許有助於解釋為什麼鯊魚在尋找獵物時利用電場來準確地定位獵物,同時鰩魚用電場來尋找食物、同伴和伴侶。他們還展示了編碼蛋白質的基因,被稱為離子通道的基因是如何控制鯊魚獨特的「第六感」的。
「離子通道基因在控制信息如何通過神經系統方面起著關鍵作用。這種基因的突變可能是毀滅性的,會引發各種疾病,包括囊性纖維化和某些形式的癲癇、偏頭痛、癱瘓、失明和耳聾。」美國國立衛生研究院神經系統疾病和中風研究所副所長、醫學博士Nina Schor說。「像這樣的研究強調了單個離子通道基因在任何神經系統中都可以發揮作用,包括鯊魚、鰩魚或人類。」
研究小組比較了小鰩魚與網紋貓鯊的電感受器細胞的電流記錄。他們發現,雖然兩者的電感受器細胞對相同範圍的電壓變化都很敏感,但反應卻非常不同。鯊魚記錄的電流反應比鰩魚的要大得多,它們對每種電壓反應的電流大小和波狀都是一樣的。相比之下,鰩魚細胞對不同的電壓的反應,會隨著電壓的變化而產生不同電流大小和波狀。
研究人員指出,儘管鯊魚和鰩魚的電感受器可能使用了相同類型的電壓感受體——鈣離子通道來感知電流變化,但它們似乎使用非常不同的鉀離子通道來形成反應。鯊魚細胞使用了一種特殊的電壓激活通道,這種通道支持大量的重複反應,而鰩魚細胞則使用鈣激活鉀離子通道來抑制初始電流。
此外,他們還指出,細胞處於電流休息時的電壓也可能影響動物的反應。鯊魚的電壓比鰩魚的稍低一些,在一定範圍內可以刺激鈣離子通道產生更強的電流。這些差異也影響了電感受器如何向神經系統的其他部分傳遞信息。
結果表明,無論電壓大小,鯊魚電感受器釋放的神經遞質數基本相同。相比之下,更大的電壓會使得鰩魚電感受器細胞發送的信息更多,反之則更少。這些差異影響了鯊魚和鰩魚對模擬獵物產生的電場的反應。
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