How do fish make electricity? - Eleanor Nelsen

Übersetzung: Marta Kicyła Lektorat: Angelika Lueckert Leon

In 1800, the explorer Alexander von Humboldt

Im Jahr 1800 sah der Forscher Alexander von Humboldt

witnessed a swarm of electric eels leap out of the water

wie ein Schwarm Zitteraale aus dem Wasser gesprungen ist,

to defend themselves against oncoming horses.

um sich gegen die aufkommenden Pferde zu verteidigen.

Most people thought the story so unusual that Humboldt made it up.

Diese Geschichte schien so bizarr, dass man dachte Humboldt hätte sie erfunden.

But fish using electricity is more common than you might think;

Aber Fische, die Elektrizität benutzen, gibt es öfter als man denken könnte.

and yes, electric eels are a type of fish.

und ja, Zitteraale sind eine Fischart.

Underwater, where light is scarce,

Unter Wasser, wo es kaum Licht gibt,

electrical signals offer ways to communicate,

bieten elektrische Signale Mittel zur Kommunikation,

navigate,

Navigation,

and find—plus, in rare cases, stun—prey.

und Finden (in seltenen Fällen auch Betäubung) von Opfern.

Nearly 350 species of fish have specialized anatomical structures

Fast 350 Arten von Fischen haben speziale anatomische Strukturen,

that generate and detect electrical signals.

die elektrische Signale generieren und aufspüren.

These fish are divided into two groups,

Diese Fische werden in zwei Gruppen aufgeteilt,

depending on how much electricity they produce.

abhängig von der Elektrizitätsmenge, die sie produzieren.

Scientists call the first group the weakly electric fish.

Forscher nennen die erste Gruppe die schwach elektrischen Fische.

Structures near their tails called electric organs

Die elektrischen Organe an ihren Schwänzen

produce up to a volt of electricity, about two-thirds as much as a AA battery.

produzieren bis zu einem Volt Strom, also etwa zwei Drittel einer AA-Batterie.

How does this work?

Wie funktioniert es?

The fish's brain sends a signal through its nervous system to the electric organ,

Das Fischgechirn sendet ein Signal durch das Nervenstem zum elektrischen Organ,

which is filled with stacks of hundreds

das mit Stapeln von Hunderten oder Tausenden

or thousands of disc-shaped cells called electrocytes.

scheibenförmigen Zellen, die sich Elektrozyten nennen, gefüllt ist.

Normally, electrocytes pump out sodium and potassium ions

Normalerweise pumpen die Elektrozyten Natrium- und Kaliunmionen aus,

to maintain a positive charge outside and negative charge inside.

um positive Ladung außen und negative Ladung innen instandzuhalten.

But when the nerve signal arrives at the electrocyte,

Aber wenn das Nervensignal an dem Elektrozyt ankommt,

it prompts the ion gates to open.

fordert es die ionishen Tore zur Öffnung auf.

Positively charged ions flow back in.

Positiv geladene Ionen fließen zurück.

Now, one face of the electrocyte is negatively charged outside

Jetzt ist eine Seite des Elektrozytes außen negativ

and positively charged inside.

und innen positiv geladet.

But the far side has the opposite charge pattern.

Die andere Seite hat aber ein umgekehrtes Ladungsmuster.

These alternating charges can drive a current,

Diese alternierenden Ladungen können Strom erzeugen

turning the electrocyte into a biological battery.

und damit den Elektrozyt in eine biologische Batterie umwandeln.

The key to these fish's powers is that nerve signals are coordinated

Der Schlüssel zu der Kraft dieser Fische liegt daran, dass die Nervensignale

to arrive at each cell at exactly the same time.

so koordiniert sind, dass sie gleichzeitig an jede Zelle ankommen.

That makes the stacks of electrocytes act like thousands of batteries in series.

Die Elektrozytenstapeln verhalten sich deshalb wie Batterien in Reihenschaltung.

The tiny charges from each one add up to an electrical field

Die kleinen Ladungen aus jeder Batterie formen ein elektrisches Feld

that can travel several meters.

das sich einige Meter bewegen kann.

Cells called electroreceptors buried in the skin

Zellen namens Elektrorezeptoren, die in der Haut versteckt sind,

allow the fish to constantly sense this field

ermöglichen den Fischen ständig das Feld zu spüren

and the changes to it caused by the surroundings or other fish.

und siene Veränderungen, die durch das Umfeld oder andere Fische entstehen.

The Peter’s elephantnose fish, for example,

Der Elefantenrüsselfisch, zum Beispiel,

has an elongated chin called a schnauzenorgan

hat ein verlängertes Kinn namens Schnauzenorgan,

that's riddled in electroreceptors.

das mit Elektrorezeptoren durchlöchert ist.

That allows it to intercept signals from other fish,

Das ermöglicht Signale von anderen Fischen zu abfangen,

judge distances,

Distanz zu messen,

detect the shape and size of nearby objects,

Form und Größe der Objekten in der Nähe zu erkennen

and even determine whether a buried insect is dead or alive.

und sogar festzustellen,ob ein vergrabenes Insekt tot oder lebendig ist.

But the elephantnose and other weakly electric fish

Die Elefantenrüssel und andere schwach elektrische Fische

don't produce enough electricity to attack their prey.

produzieren aber nicht genügend Elektrizität, um ihre Opfer zu angreifen.

That ability belongs to the strongly electric fish,

Diese Fähigkeit besitzen die stark elektrischen Fische,

of which there are only a handful of species.

von denen es nur eine Handvoll Arten gibt.

The most powerful strongly electric fish is the electric knife fish,

Der mächtigste stark elektrische Fisch ist der elektrische Messerfish,

more commonly known as the electric eel.

allgemein bekannt als der Zitteraal.

Three electric organs span almost its entire two-meter body.

Drei elektrische Organe umfassen fast seinen ganzen 2-Meter-Körper.

Like the weakly electric fish,

So wie die schwach elektrischen Fische,

the electric eel uses its signals to navigate and communicate,

der Zitteraal benutzt seine Signale für Navigation und Kommunikation,

but it reserves its strongest electric discharges for hunting

aber er reserviert die stärksten elektrischen Entladungen für die Jagd,

using a two-phased attack that susses out and then incapacitates its prey.

in der er seine Beute zunächst lokalisiert und danach überwältigt.

First, it emits two or three strong pulses,

Zuerst emittiert er zwei oder drei starke Impulse

as much as 600 volts.

mit einer Stromstärke von 600 Volt.

These stimulate the prey's muscles, sending it into spasms

Diese stimulieren die Muskeln der Beute, in denen sie Krämpfe auslösen

and generating waves that reveal its hiding place.

und Wellen, die ihr Versteck verraten, generieren.

Then, a volley of fast, high-voltage discharges

Ein Strahl von schnellen, hochgespannten Entladungen

causes even more intense muscle contractions.

verursacht danach sogar intensivere Muskelkontraktionen.

The electric eel can also curl up so that the electric fields

Der Zitteraal kann sich auch so einrollen dass die elektrischen Felder,

generated at each end of the electric organ overlap.

die an jedem Ende des elektrischen Organ generiert werden, überlappen.

The electrical storm eventually exhausts and immobilizes the prey,

Der elektrische Sturm erschöpft schließlich und paralysiert die Beute

and the electric eel can swallow its meal alive.

und der Zitteraal kann seine Mahlzeit lebendig verschlucken.

The other two strongly electric fish are the electric catfish,

Die zwei anderen stark elektrischen Fische sind der elektrische Wels,

which can unleash 350 volts

der 350 Volt mit einem elektrischen Organ,

with an electric organ that occupies most of its torso,

das fast seinen ganzen Rumpf belegt, erzeugen kann,

and the electric ray, with kidney-shaped electric organs on either side of its head

und der Zitterrochen mit nierenförmigen Elektro-Organen, die soviel wie 220 Volt

that produce as much as 220 volts.

erzeugen, an beiden seiten des Kopfes.

There is one mystery in the world of electric fish:

Es gibt aber ein Rätsel in der Welt der elektrischen Fische:

why don't they electrocute themselves?

warum töten sie sich nicht selbst durch einen Stromschlag?

It may be that the size of strongly electric fish

Es kann sein, dass die Größe der stark elektrischen Fische

allows them to withstand their own shocks,

ihnen das Widerstehen eigener Elektroschocks ermöglicht,

or that the current passes out of their bodies too quickly.

oder dass der Strom zu schnell aus ihren Körpern entgeht.

Some scientists think that special proteins may shield the electric organs,

Manche Forscher glauben, dass speziale Proteine die elektrischen Organe schützen.

but the truth is, this is one mystery science still hasn't illuminated.

Die Wahrheit ist aber, dass dieses Rätsel noch nicht wissenschaftlich gelöst wurde.