Roboterfisch bringt „echte“ Nilhechte zum Reden

(12.06.2018) Die nachtaktiven afrikanischen Nilhechte erzeugen elektrische Spannungspulse und verschaffen sich damit ein erstaunlich genaues Bild ihrer Umgebung.

Sie können mit diesen Pulsen aber auch gezielt bestimmte Mitglieder ihres Schwarms ansprechen – fast, als würden sie sie beim Namen rufen.


Nilhechte erzeugen ihr elektrisches Feld mit einem speziellen Organ kurz vor ihrer Schwanzflosse. An ihrem Kopf, Rücken und Bauch sitzen zahlreiche Elektrorezeptoren.
Das zeigt eine aktuelle Studie der Universität Bonn, die nun in der Zeitschrift "PNAS" erschienen ist. ACHTUNG SPERRFRIST: Nicht vor Montag, 11. Juni, 21 Uhr MESZ veröffentlichen!

Um dieser ungewöhnlichen Form der Kommunikation auf die Schliche zu kommen, griffen die Forscher zu einem Trick: Sie konstruierten einen Roboterfisch aus Gummi, dessen Schwimmrichtung sich fernsteuern ließ.

Die Attrappe verfügte über zwei Empfänger-Elektroden, mit denen sie die elektrischen Signale „echter“ Nilhechte registrieren konnte. Zwei Sender-Elektroden ermöglichten es ihr zudem, selbst Spannungspulse abzustrahlen.

„Wir haben diesen Roboter zu einem afrikanischen Nilhecht ins Wasser gesetzt“, erklärt Prof. Dr. Gerhard von der Emde vom Institut für Zoologie der Universität Bonn. „Dann haben wir beobachtet, wie die beiden aufeinander reagierten.“

Der Wissenschaftler erforscht seit vielen Jahren die Sinnesleistungen schwach elektrischer Fische. Diese erzeugen ihre Spannungspulse nicht, um damit Gegner außer Gefecht zu setzen. Stattdessen liefert ihnen ihr Elektro-Sinn ein erstaunlich detailreiches Bild ihrer Umgebung. Sie können so beispielsweise in pechschwarzer Nacht die Form und Größe von Objekten erkennen.

Morsebotschaft unter Wasser

Man könnte die Spannungspulse vielleicht mit den Tönen eines Sonars vergleichen: Jeder Nilhecht stößt einen kurzen, charakteristischen „Ton“ aus, der sich von denen anderer Arten unterscheidet.

Dieser wird von der Umgebung verändert, was dem Fisch erlaubt, sich zu orientieren. Und er macht das nicht nur einmal, sondern ständig – immer wieder von kürzeren oder längeren Pausen unterbrochen. Das Ganze ähnelt einer chaotisch anmutenden Morsebotschaft.

Möglicherweise ist diese Analogie treffender, als es auf den ersten Blick scheint. Die Wissenschaftler vermuten, dass Nilhechte ihre Elektro-Signale auch zur Kommunikation miteinander nutzen. „Unsere Ergebnisse stützen diese These“, sagt Martin Worm, der in der Arbeitsgruppe von Prof. von der Emde promoviert.

So schwamm die Attrappe in einem der Versuche im Becken hin und her, ohne dabei Spannungspulse abzugeben. Der echte Fisch ignorierte seinen angeblichen Artgenossen daraufhin weitgehend. Anders war es, wenn der Roboter die für Nilhechte typischen Elektrosignale erzeugte. Er wurde daraufhin für seinen Aquariums-Mitbewohner deutlich interessanter. Dieser folgte ihm dann beispielsweise durch das Aquarium.

Die größte Aufmerksamkeit erzielte der Roboter allerdings, wenn er die „Morsebotschaften“ des echten Fischs „nachplapperte“, also rund 20 Millisekunden nach jedem Puls des Nilhechts ebenfalls ein Signal erzeugte. „Durch dieses 'Echo' zeigte der Hecht jetzt erst Recht an der Attrappe Interesse und schwamm zum Beispiel direkt auf sie zu“, erklärt Worm.

Aber nicht nur das: Der Fisch passte seine Elektro-Signale nun seinerseits an die der Attrappe an. Aus der unregelmäßigen Abfolge von Pulsen wurde ein regelmäßiges Hin und Her – wie bei einem Ballwechsel zweier Tennisspieler. Etwa ein bis zwei Sekunden dauerte diese Synchronisation, die auch schon in der freien Natur beobachtet wurde.

„Wir nehmen an, dass sich Fische auf diese Weise ganz gezielt an andere Schwarm-Mitglieder richten, um sich mit ihnen auszutauschen“, vermutet von der Emde. Vereinfacht gesagt: Indem sie den „Sprechrhythmus“ eines Artgenossen imitieren, teilen sie ihm mit, dass sie mit ihm kommunizieren möchten.

Und dieser zeigt, dass er verstanden hat, indem er sich seinerseits an den Duktus des ersten Fisches anpasst. Die Synchronisation initiiert also das eigentliche „Gespräch“.

Die Wissenschaftler wollen nun herausfinden, wie es danach weiter geht: Welche Informationen werden ausgetauscht? Gibt es beispielsweise bestimmte Puls-Sequenzen, die Gefahr signalisieren oder anzeigen, dass einer der Kommunikationspartner Nahrung gefunden hat?

Dabei soll ihnen wieder ihr Roboter-Fisch helfen, der von ihrem Kooperationspartner Prof. Dr. Tim Landgraf von der FU Berlin gebaut wurde. „Wir hoffen, so Antworten auf diese Fragen zu finden“, sagt von der Emde. „Schon jetzt deutet sich an, dass das Sozialverhalten der Nilhechte sehr viel interessanter ist, als man bislang dachte.“

Publikation

Martin Worm, Tim Landgraf, Julia Prume, Hai Nguyen, Frank Kirschbaum und Gerhard von der Emde: Evidence for mutual allocation of social attention through interactive signaling in a mormyrid weakly electric fish; Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS); DOI: 10.1073/pnas.1801283115



Artikel kommentieren

Weitere Meldungen

Der neue Bulldog-Fisch Marcusenius desertus.; Bildquelle: Prof. Dr. Bernd Kramer

Internationales Forscherteam entdeckt neue Art der Bulldog-Fische

Forscher der Universitäten Regensburg, Heidelberg und Johannesburg (Südafrika) haben am Kunene-Fluss im südlichen Teil Afrikas eine neue Art der Bulldog-Fische nachgewiesen
Weiterlesen

Rundkopf-Nilhecht Pollimyrus cuandoensis; Bildquelle: Universität Regensburg

Neuer Rundkopf-Nilhecht entdeckt

Veränderungen von Umweltbedingungen können zur Entstehung neuer Tierarten führen. Eine ideales Ökosystem zur Untersuchung dieser sogenannten parapatrischen Artenbildung scheint der afrikanische Kwando-Fluss zu sein
Weiterlesen

Die Nilhecht-Art Mormyrus hasselquistii (Valenciennes, 1846).; Bildquelle: Prof. Dr. Bernd Kramer

Ein Nilhecht als Zitterwels? Rätsel, warum eine Art auf Vorteile der Evolution verzichtet

Nilhechte haben sich an ihre Umgebung evolutionär angepasst. Sie verfügen über elektrische Organe und nutzen ihre – normalerweise – schwachelektrischen Entladungen für die Kommunikation und aktive Elektroortung
Weiterlesen

Die neu entdeckte Nilhecht-Art Petrocephalus longianalis aus dem Lufubu-Fluss im Einzugsgebiet des Oberlaufs des Kongo; Bildquelle: Roger Bills

Sechs neue Nilhecht-Arten entdeckt

Forscher der Universität Regensburg haben sechs neue Nilhecht-Arten entdeckt und sechs Unterarten zu eigenständigen Arten erklärt
Weiterlesen

Universität Regensburg

Projekt zu afrikanischen Nilhechten wird verlängert

Mit der Entdeckung neuer Hechtarten in Afrika haben Regensburger Zoologen in den vergangenen Jahren wiederholt auf sich aufmerksam gemacht
Weiterlesen

Bulldog-Fisch; Bildquelle: Universität Regensburg

Regensburger Zoologen weisen besonderes Verhalten der Nilhechte zur Fortpflanzung nach

Der Bulldog-Fisch des Oberen Sambesi in Namibia ist nachtaktiv und weicht so dem Druck von tagaktiven Feinden wie dem Tigerfisch Hydrocynus vittatus oder einzelnen Reiher-Arten aus 
Weiterlesen

Wissenschaftler haben im Süden Afrikas eine neue Nilhecht-Art entdeckt

Wissenschaftler haben im Süden Afrikas eine neue Nilhecht-Art entdeckt

Das internationale Forscherteam machte diesen Fund im Kunene-Fluss an der Grenzen zwischen Namibia und Angola
Weiterlesen


Wissenschaft


Universitäten


Neuerscheinungen