Elektrický úhoř je možná jedním z nejpozoruhodnějších predátorů v celé živočišné říši.

Takový je závěr Kennetha Catanii, Stevensova profesora biologických věd na Vanderbiltově univerzitě, který poslední tři roky strávil studiem způsobu, jakým tato samotářská jihoamerická ryba využívá elektrická pole k navigaci v kalných vodách povodí Amazonky a Orinoka, kde žije, k vyhledávání skryté kořisti a k jejímu omráčení.

Elektrický úhoř může dorůst délky přes osm metrů a hmotnosti více než 44 kilogramů. Více než dvě třetiny těla úhoře jsou vyplněny specializovanými buňkami zvanými elektrocyty, které uchovávají elektrickou energii jako malé biologické baterie. Když je úhoř ohrožen nebo útočí na kořist, tyto buňky se současně vybíjejí a vydávají elektrické výboje o síle nejméně 600 voltů, což je pětkrát více než napětí standardní americké zásuvky.

„Historicky byli elektrickí úhoři považováni za nesofistikované, primitivní tvory, kteří mají v příručce jedinou hru: šokovat svou kořist k smrti,“ řekl Catania. „Ukazuje se však, že dokáží manipulovat se svým elektrickým polem složitým způsobem, který jim dává řadu pozoruhodných schopností.“

Jeden z posledních objevů biologa, o kterém informoval 29. října v časopise Current Biology, spočívá v tom, že úhoři mají speciální manévr, který jim umožňuje zdvojnásobit elektrický šok, který mohou uštědřit obzvláště velké nebo obtížné kořisti.

Elektrický systém úhoře mu v podstatě poskytuje bezdrátový taser, který používá k omráčení své kořisti. Ve studii publikované v loňském roce Catania uvedl, že úhoři produkují tři různé druhy elektrických výbojů: nízkonapěťové impulsy pro snímání svého prostředí; krátké sekvence dvou nebo tří milisekundových vysokonapěťových impulsů, které vydávají při lovu; a salvy vysokonapěťových, vysokofrekvenčních impulsů, když úhoř chytá kořist nebo se brání. V sérii experimentů prokázal, že elektrické impulsy, které úhoř vydává, nepůsobí na samotné svaly, ale na nervy, které ovládají svaly kořisti. To způsobuje silné, nedobrovolné svalové kontrakce.

Biology fascinuje zejména to, že elektrický systém úhoře mu umožňuje v podstatě dálkově ovládat svaly kořisti. „Nevím o žádném jiném živočichovi, který by dokázal takto doslova převzít kontrolu nad tělem jiného živočicha,“ řekl Catania.

Úhoři své zásahy přizpůsobují velikosti své kořisti

Obvykle si úhoř podmaní menší krmné ryby tak, že připlave do jejich blízkosti a pak je zasáhne salvou impulsů podobných taseru. To způsobí stahy svalů celého těla a kořist dočasně ochromí. Pokud úhoř z nějakého důvodu rybu okamžitě neuchopí do tlamy, jeho oběť se obvykle vzpamatuje a odpluje bez zjevného poškození.

Nedávno Catania zjistil, že úhoř má druhý způsob útoku, když si uvědomí, že čelí větší a obtížnější kořisti, jako jsou velcí raci. V tomto případě úhoř začne kořist kousat. Poté stočí svůj ocas kolem těla kořisti, až ocas leží přímo napříč tělem od hlavy úhoře. Poté úhoř výrazně zvýší rychlost vysokonapěťových elektrických pulzů.

Toto chování bylo pozorováno již dříve, ale nikdo nenabídl vysvětlení. Catania si uvědomil, že tímto manévrem se kladný pól elektrického orgánu úhoře, který se nachází v jeho hlavě, dostává do těsné blízkosti záporného pólu, který se nachází v jeho ocase. Tím, že se oba póly přiblíží k sobě a kořist se ocitne mezi nimi, zvýší úhoř množství elektrického náboje, který dodá své oběti, uvědomil si. Navrhl proto několik experimentů, aby tento efekt změřil, a zjistil, že více než zdvojnásobil sílu elektrických impulzů, které kořist dostávala.

Stejně jako impulzy podobné taseru působí zesílené výboje na nervy, které ovládají svaly kořisti. Cataniovy studie však zjistily, že zvýšená síla a vysoká frekvence pulzů má další účinek: pohání svaly kořisti tak rychle a silně, že trpí hlubokou svalovou únavou.

„Kořistní zvířata jsou zcela ochromena,“ řekl Catania. „Účinek je srovnatelný s podáním dávky paralytické látky, jako je kurare.“

Úhoři používají impulsy k vyhledávání kořisti v kalných vodách

Dalším příkladem toho, jak úhoř využívá této schopnosti dálkového ovládání, je používání dubletů a tripletů – krátkých sekvencí dvou nebo tří milisekundových vysokonapěťových pulzů, které úhoři vydávají při lovu.

Catanii trvalo delší dobu zkoumání a pozorování, než přišel na účel těchto signálů. Nakonec si uvědomil, že impulsy jsou vydávány na přesných frekvencích, které vyvolávají svalové křeče celého těla.

„Jedním z hlavních problémů úhoře je vůbec najít kořist,“ řekl Catania. „Jejich prostředí v Amazonii je plné bahnité vody a nejrůznější vegetace, která rybám poskytuje spoustu úkrytů. Když tedy úhoř klouže po hladině, vydává dvojitý nebo trojitý signál. Pokud se poblíž ukrývá nějaká ryba, jeho tělo se stáhne do křeče a ta ve vodě vyvolá tlakové vlny. Přestože elektrický úhoř nevidí příliš dobře, dokáže velmi dobře rozpoznat pohyb vody. Takže tím odhalí polohu své příští potravy.“

A k vystopování rychle se pohybující kořisti používají záškuby

Catania také zjistil, že úhoř používá své vysokonapěťové elektrické výboje jako vysoce přesný radarový systém, který mu umožňuje sledovat rychle se pohybující kořist.

Už nějakou dobu biologové vědí, že elektrické ryby obecně, a elektrický úhoř zvláště, využívají k navigaci nízkonapěťové elektrické pole. V článku, který 20. října zveřejnil online časopis Nature Communications, Catania uvádí, že elektrický úhoř má pro svůj vysokonapěťový elektrický systém ještě jedno využití: ke sledování rychle se pohybující kořisti.

Úhoř potřebuje způsob, jak sledovat polohu své kořisti po jejím omráčení. Catania provedením série experimentů, které úhořům znemožnily používat jiné smyslové signály, prokázal, že úhoři využívají zpětnou vazbu z vysokonapěťových výbojů k určení polohy své kořisti.

„Toto dvojí využití vysokonapěťového systému jako zbraně i jako smyslového systému naznačuje, že lovecké chování úhořů je mnohem sofistikovanější, než jsme si mysleli,“ uvedl Catania.

Cataniův výzkum byl financován grantem National Science Foundation 1456472, stipendiem Johna Simona Guggenheima a Pradelovou cenou Národní akademie věd.