Gymnoti jsou kostnaté říční ryby patřící do řádu Gymnotiformes. Do roku 2019 byl znám pouze jeden druh, úhoř elektrický (Electrophorus electricus), patřící do čeledi Gymnotidae.
Navzdory běžnému názvu se tento druh nejedná o pravého úhoře (Anguilliforme), ale o nožovitou rybu, blíže příbuznou sumci nebo sumci.
Nějaká jedinečná ryba
Je třeba poznamenat, že název úhoř pochází z jeho protáhlého těla, kterému chybí hřbetní ploutev a prsní ploutve. Má však extrémně dlouhou anální ploutev, kterou používá k pohybu.
Nejúžasnější vlastností gymnoti je jejich schopnost generovat elektrické šoky. Tato schopnost je známá po staletí, ještě před objevením elektřiny.
Takové výboje mohou být velké a souvisí s jejich loveckými strategiemi, odchytem kořisti a obranou. Na druhou stranu, podle názoru odborníků mohou být malé elektrické výboje klíčové při elektrolokaci a komunikaci mezi subjekty stejného druhu.
Jak vypadají gymnotos?
Je zajímavé vědět, že gymnoti ve skutečnosti nejsou úhoři, protože patří k ostariophysarios, ačkoli jejich vzhled napodobuje vzhled pravých úhořů. Tyto ryby mají tedy dlouhé, hadí tělo, bez ocasních, hřbetních a pánevních ploutví.
Na druhou stranu mají extrémně prodlouženou řitní ploutev, která se používá jako prostředek pohybu a umožňuje jim plavat dozadu.
Kromě toho mají silnou, slizkou, bez šupinovitou kůži, kterou používají jako ochrannou vrstvu. Gymnoti se liší od šedé až po hnědo/černou barvu, se žlutavým nádechem na ventrální přední části těla. Mohou mít bělavé skvrny.
Jeho hlava má také mírně zploštělý válcovitý tvar a velká ústa. V dospělosti jsou to velké ryby, které mohou dosáhnout až 2,5 metru a váží 20 kilogramů.
Zvláštní je, že všechny životně důležité orgány gymnoti se nacházejí v přední části těla a zabírají pouze 20 % jeho délky.
Gymnotici dýchají ústy
Ačkoli gymnoti mají žábry, jejich funkce nepokrývá spotřebu kyslíku ryb. Podle odborníků se tyto zbytkové žábry používají pouze k odstranění oxidu uhličitého a nikoli k příjmu kyslíku. Jako takové jsou tyto ryby povinnými dýchacími přístroji.
Ve skutečnosti je téměř 80 % jejich potřeby kyslíku získáváno prostřednictvím vysoce vaskularizovaných úst. Tato adaptace jim umožňuje používat ústa jako plíce a nutí je poměrně často se vynořovat, aby se nadechly.
Tato funkce umožňuje gymnotanům pohodlně přežít v bahnité vodě s velmi nízkou koncentrací rozpuštěného kyslíku.
Habitat a geografické rozšíření
Gymnoti žijí ve Venezuele, v povodí řek Orinoco, Río Negro a Cuyuní. Jsou také přítomny v řece Amazonce a jejích přítocích a v řekách, které odvodňují Guyanský štít v Guayaně, Surinamu, Francouzské Guyaně a severní Brazílii.
Obecně obývají bahnitá dna řek, potoků, rybníků a bažin, preferují hluboce zastíněné oblasti.
Tyto noční druhy patří k předním vodním predátorům divokých zaplavovaných lesů, známých jako varzea.
Les varzea je lesní ekosystém, který zabírá asi 2 % povodí Amazonky. Jsou to lesy, které rostou v nivách bohatých na minerální sedimenty.
Je třeba poznamenat, že tento ekosystém má velké množství typické a exkluzivní flóry a fauny. Díky obrovskému množství sedimentů jsou půdy v těchto oblastech jedny z nejúrodnějších v Amazonii.
Když jsou zaplaveny, ryby je využívají jak ke krmení (stávají se důležitými rozprašovači semen rostlin), tak k rozmnožování.
Nyní jsou známy tři druhy gymnoti
Do roku 2019 se věřilo, že v povodí Amazonky vládne jediný druh gymnotum (Electrophorus electricus). Tento druh může generovat silné elektrické výboje (až 650 voltů).
Nová studie oznámila existenci dvou nových druhů elektrických úhořů. Jeden z nich, schopný poskytovat elektrické výboje 860 V, byl identifikován jako Electrophorus voltai.
Třetí druh byl navíc označen jako Eletrophorus varii na počest zesnulého Smithsonova ichtyologa Richarda Vari. Ve výše uvedené studii autoři určili, že každý druh má jedinečný tvar lebky.
Mají také charakteristické vlastnosti v prsních ploutvích a výrazné uspořádání pórů na těle. Kromě toho má každý druh také své vlastní geografické rozšíření.
Electrophorus electricus tedy žije ve vysočinách Guyanského štítu, zatímco Electrophorus voltai žije dále na jih, v Brazilském štítu. Konečně Electrophorus varii se nachází v nížinách řeky Amazonky.
Chování
Tyto ryby jsou noční zvířata se slabým zrakem a žijí v kalných, temných vodách. Z těchto důvodů se musí spoléhat na elektřinu, kterou vyrábějí, aby detekovaly jiné ryby.
Ačkoli gymnoti mají potenciál být docela agresivními zvířaty, nejsou. Ve skutečnosti používají své silné výboje ze svých elektrických orgánů pouze pro dravé a obranné účely.
Na druhou stranu se pro elektrolokaci používají slabé elektrické výboje. To je zvláště důležité kvůli jeho špatnému zraku.
Gymnoti mají v blízkosti hlavy kladný náboj, zatímco ocas je nabitý záporně. Je třeba poznamenat, že polarita samotné ryby pomáhá vytvářet toto elektrické pole, které určuje většinu chování zvířete.
Využití bioelektřiny v tělocvičnách
Je důležité poznamenat, že gymnoti mají tři elektrické orgány: hlavní orgán, Hunterův orgán a Sachův orgán. Všechny se skládají z upravených svalových buněk:
- Hlavní elektrický orgán je umístěn na dorzální straně; přesahuje střed těla od hlavy až po střed ocasu.
- Za druhé, Hunterův orgán je paralelní s hlavním orgánem, ale na ventrální straně. Ty generují vysokonapěťové pulsy, které omráčí kořist a odradí predátory.
- Sachovy varhany jsou umístěny v zadní čtvrtině elektrického úhoře. Tento orgán produkuje pulzy nižšího napětí, které umožňují komunikaci a navigaci v kalných vodách.
Odkud tato bioelektřina pochází?
U těchto ryb k výbojům dochází, protože jejich nervový systém obsahuje řadu elektrogenních buněk (produkujících elektřinu). Tyto specializované buňky mají tvar disku a nazývají se elektrocyty.
Každý elektrocyt nese čistý záporný elektrický náboj; uvnitř buněk mají vysokou koncentraci kladně nabitých iontů draslíku. Z tohoto důvodu má každý disk potenciálový rozdíl těsně pod 100 milivoltů.
V době lovu nebo obrany se uvolňuje neurotransmiter acetylcholin, který indukuje vybití těchto buněk. Neurotransmiter vytváří cestu nízkého elektrického odporu mezi jednou stranou buňky a vnitřkem.
Aktivním transportním procesem se tedy draselné ionty z vnějšku buňky vrhají na tu stranu buňky.
Okamžitě některé ionty draslíku uvnitř buňky vyjdou na druhou stranu buňky, aby udržely rovnováhu. Při tomto procesu buňka uvolní asi 50 milivoltů elektřiny.
Je důležité si uvědomit, že elektrogenické články jsou naskládány. Z tohoto důvodu aktivační aktivita jedné buňky aktivuje ostatní kolem ní a vytváří kaskádu proudu. Společný výboj elektřiny z každé buňky umožňuje tělocvičně dodat až 860 voltů.
