Startsiden
Ny viten
Tema:
Norge
Hukommelse
Mennesker & dyr
Katastrofer
Stein
Tverrfaglighet
Redaksjonen
Kontakt oss
viten.com
Arkiv
|
|
Ny
viten:
|
Av El Hassan Hamdani
Stipendiat ved Biologisk institutt, Universitetet i Oslo
E-post: elhassan.hamdani@bio.uio.no
|
Kjemiske forbindelser kan utløse ulike atferdmønstre via lukteorganet hos såvel insekter som vertebrater. Hos fisk kan et feromon som finnes i skinnet utløse en veldefinert alarmreaksjon hos artsfrender via spesifikke nervebaner. Dette gjør det mulig å kartlegge de ulike elementene som deltar i reaksjonen: sanseceller, nervebaner og sentre i hjernen.
Historien om alarmreaksjon hos fisk begynte i 1938 da den østerriske zoologen Karl von Frisch (1886-1982) ved en tilfeldighet oppdaget at skinnet fra ørekyt inneholder et stoff som førte til en såkalt alarmreaksjon. Mens han undersøkte hørselen hos ørekyt så han at artsfrender ble skremt og flyktet etter at han slapp en skadet fisk ut i vannet. Han så samme reaksjon da en fisk ble såret under mating. Alarmreaksjonen er nå kjent blant de fleste arter karpefisk og laksefisk. I laboratoriet viser karpefisken karuss en veldefinert alarmreaksjon som gir en fin mulighet til å studere biologien bak fenomenet.
Karuss er en liten fisk som finnes i alle fylker i Norge. Munkene førte den med seg til det kalde nord, for å ha fisk under fasten. Karussen har nemlig den utrolig egenskap at den kan leve uten oksygen i flere måneder. Derfor kunne munkene ha den i sine små dammer som blir svært oksygenfattige på vinteren. Det er lett å se at karussen blir redd, den svømmer med hodet ned mot bunnen med en vinkel på ca. 60º og viser en støtvis intens svømming i korte perioder. Denne atferden ser vi i akvariet med glassbunn og virker der temmelig aparte, men i deres naturlige habitat vil atferden føre til at den gjemmer seg i mudderet på bunnen samtidig som mudderet blir virvlet opp, slik at den blir usynlig for en predator.
KARL VON FRISCH var professor i zoologi ved universitetet i München da han oppdaget alarmreaksjon hos ørekyt i 1938.
Årsaken til alarmreaksjonen
Observasjonen av alarmreaksjonen hos ørekyt fikk von Frisch til å stille spørsmålet: Hva utløser denne typen atferd? Siden von Frisch var opptatt av sine hørselstudier og ørekyt er veldig følsomme for lyd, mistenkte han først at hørselen formidlet alarmreaksjonen. Derfor gjorde han en rekke forsøk for å vise hvilket sansesystem som formidlet alarmreaksjonen. Først fanget han noen fisk som han siden slapp tilbake. Dette førte ikke til noen reaksjon. Av dette resultatet antok han at hørsel ikke var involvert. Så slapp han en bedøvet fisk med små sår i skinnet ned til sine forsøksfisk. Dette skremte fiskestimen. Observasjonene antydet at det var såret selv og ikke lyden som var årsaken.
Von Frisch undersøkte også muligheten for at synet spilte en rolle. Han kuttet en fisk i små biter som han tilførte som mat i akvariet. Fiskene i stimen snappet først på maten, men etter en stund trakk de seg tilbake og viste en sterk alarmreaksjon. Et filtrert ekstrakt laget av en fisk utløste samme reaksjon. Forsøkene antydet at alarmreaksjonen er indusert av et kjemisk stoff og at ørekyt ikke gjenkjente den sårete artsfrenden ved hjelp av synet.
Videre studier gjort av von Frisch viste at bare skinn som var oppskåret kunne frigjøre alarmstoff. Døde ørekyt uten sår på skinnet hadde ingen effekt på fiskens atferd. Ekstraktet fra muskel, magesekk, lever og tarm ga heller ingen effekt. Skinn fra ulike deler av kroppen ble så testet. Fisk reagerte på både skinnet fra ryggdelen hvor det er mye melanin og gule pigmenter, og magedelen hvor det er mye guanin og røde pigmenter.
Det hører med til historien at når von Frisch foretok disse undersøkelsene langs Bodensjøens strand, så tok han takrenner fra en forlatt bygning og snek seg ned til vannkanten for ikke å bli sett av fisken. Fisken så ham nok ikke, men folk langs sjøen syntes at det var en svært merkelig oppførsel og meldte ham til politiet. De kom mannsterke, bevæpnede og med hunder for å klarlegge hvilken farlig person dette var som lusket i buskene. Von Frisch hadde nok noe besvær med å forklare sin aktivitet, men fikk lov til å fortsette sine undersøkelser.
Uansett politianmeldelse og skepsis blant lokalbefolkningen rundt Bodensjøen så var konklusjonen på alle forsøkene som von Frisch gjorde at det er et kjemisk stoff i fiskeskinnet som utløses når fisken blir såret. Dette stoffet kalte han alarmstoff.
Alarmstoffet finnes i en type sekretoriske celler som heter klubbceller. Disse cellene har ikke kontakt med overflaten. Det er bare når skinnet får en mekanisk skade at innholdet frigjøres og stoffet kommer ut i vannet. Hva er alarmstoffets natur? Det er et spørsmål som forgjeves har blitt undersøkt av biologer over hele verden. Stoffene purin, pterin og hypoxanthin blir ofte forslått, og disse gir alarmreaksjon men bare i svært høye konsentrasjoner. Imidlertid tyder stoffets labile egenskaper på at dette ikke er riktig. Uansett dets natur er alarmstoffet et vannløselig molekyl som fisken oppfatter via en kjemisk sans.
Luktesystemet
Et spørsmål som von Frisch var opptatt av var: Hvilket sansesystem formidler alarmreaksjon?
Siden han viste at det var kjemiske stoff som induserte alarmreaksjonen, var det bare lukt eller smak som kunne formidle den. Von Frisch, i 1941, fant at ørekyt med ødelagt lukteorgan ikke kunne svare på alarmstoff. Dette viser at det er luktesystemet som formidler alarmreaksjon hos fisk. Siden lukteorganet er nødvendig også for andre livsviktige funksjoner som matsøk og reproduksjon, er det fristende å tenke en funksjonell fordeling av luktenervebaner. Karuss er med sin oppbygning av luktesystemet, en fin forskningsmodell. Sanseceller sitter i en liten luktegrop på oversiden av snuten og er i direkte kontakt med vann. Disse cellene skiller seg morfologisk i det de kan bære cilier, mikrovilli eller både cilier og mikrovilli. Den morfologiske fordelingen har en funksjonell betydning i formidling av informasjon om tre hovedstimuli: matstimuli, kjønnsferomoner og alarmstoff. Fisk får informasjon om fare via cilierte sanseceller som sender utløpere til et begrenset område i luktelappen, reléstasjonen mellom det ytre lukteorganet og hjernen. Videre sendes informasjon om fare til de høyere sentre i hjernen via en av buntene i den tredelte luktestrengen
Disse funnene tyder på at fisk får informasjon om fare i vannet gjennom et vannløselig feromon som stimulerer spesifikke sanseceller som igjen sender informasjonen videre til hjernen via en spesifikk bane.
Hva bruker karussen alarmreaksjonen til?
Ved første øyekast kan det virke trolig at fisk og andre dyr har utviklet et system som gjør at arten har større sannsynlighet for å overleve. En slik strategi gjør at den fisken som blir spist av en predator gir fra seg stoff som advarer de andre fiskene og gjør at de gjemmer seg. Det er imidlertid mer trolig at alarmstoffet har en mer vidtrekkende effekt. Karuss i sjøer med og uten predator viser en forskjell i høydevekst. Karuss i en innsjø uten predator er slank, mens karuss i en innsjø med predator blir høyere i kroppen og ligner den man ser på danskenes femtikrone-seddel.
Det er også vist at vann som har vært i kontakt med en predator som spiser røye ikke gir noen høydevekst, mens vann fra en predator som hadde spist karuss gav en signifikant økning i høyden på fiskene. Siden eksponering til en analog av alarmstoffet også gav høydevekst er det trolig at alarmstoffet seg selv induserer denne forandringen i kroppsform. Dette fenomenet er spennende fordi det betyr at luktstimuli kan gi hormonforandringer, som i sin tur gir forandringer både i atferd og utseende. Det er senere vist at karuss med stor kroppshøyde er mindre utsatt for predasjon enn karuss som er liten og slank, men like lang.
© viten.com 2003
|
|
