Der elektrische Aal ist möglicherweise eines der bemerkenswertesten Raubtiere im gesamten Tierreich.

Das ist die Schlussfolgerung von Kenneth Catania, dem Stevenson-Professor für biologische Wissenschaften an der Vanderbilt University, der die letzten drei Jahre damit verbracht hat, die Art und Weise zu untersuchen, wie dieser zurückgezogen lebende südamerikanische Fisch elektrische Felder nutzt, um durch die schlammigen Gewässer des Amazonas- und Orinoco-Beckens, in denen er lebt, zu navigieren, versteckte Beutetiere aufzuspüren und sie zu betäuben, damit sie sich unterwerfen.

Elektrische Aale können bis zu drei Meter lang und über 44 Pfund schwer werden. Mehr als zwei Drittel des Aalkörpers sind mit spezialisierten Zellen gefüllt, die Elektrozyten genannt werden und Strom wie kleine biologische Batterien speichern. Wenn der Aal sich bedroht fühlt oder seine Beute angreift, entladen sich diese Zellen gleichzeitig und geben elektrische Entladungen von mindestens 600 Volt ab, das ist das Fünffache der Spannung einer normalen US-Wandsteckdose.

„In der Vergangenheit wurden Zitteraale als einfache, primitive Kreaturen angesehen, die nur einen einzigen Trick beherrschen: ihre Beute zu Tode zu schocken“, so Catania. „Eine der neuesten Entdeckungen des Biologen, die in der Ausgabe vom 29. Oktober der Zeitschrift Current Biology veröffentlicht wurde, ist, dass die Aale über ein spezielles Manöver verfügen, das es ihnen ermöglicht, die elektrische Schockwirkung auf besonders große oder schwierige Beutetiere zu verdoppeln.

Das elektrische System des Aals stellt im Wesentlichen einen kabellosen Taser dar, den er zur Betäubung seiner Beute einsetzt. In einer im vergangenen Jahr veröffentlichten Studie berichtete Catania, dass die Aale drei verschiedene Arten von elektrischen Entladungen erzeugen: Niederspannungsimpulse zur Wahrnehmung ihrer Umgebung; kurze Sequenzen von zwei oder drei Millisekunden langen Hochspannungsimpulsen, die bei der Jagd abgegeben werden; und Salven von Hochspannungsimpulsen mit hoher Frequenz, wenn der Aal Beute fängt oder sich verteidigt. In einer Reihe von Experimenten zeigte er, dass die elektrischen Impulse des Aals nicht auf die Muskeln selbst wirken, sondern auf die Nerven, die die Muskeln der Beute steuern. Dies führt zu starken, unwillkürlichen Muskelkontraktionen.

Was den Biologen besonders fasziniert, ist die Tatsache, dass das elektrische System des Aals ihm quasi eine Fernsteuerung der Muskeln seiner Beute ermöglicht. „Ich kenne kein anderes Tier, das so buchstäblich die Kontrolle über den Körper eines anderen Tieres übernehmen kann“, sagt Catania.

Der Aal passt seine Stromstöße an die Größe seiner Beute an

Normalerweise überwältigt der Aal kleinere Futterfische, indem er in ihre Nähe schwimmt und sie dann mit einer Salve von Taser-ähnlichen Impulsen beschießt. Das verursacht Muskelkontraktionen am ganzen Körper und lähmt die Beute vorübergehend. Wenn der Aal den Fisch aus irgendeinem Grund nicht sofort in sein Maul nimmt, erholt sich sein Opfer in der Regel und schwimmt ohne sichtbare Schäden davon.

Vor kurzem entdeckte Catania, dass der Aal einen zweiten Angriffsmodus hat, wenn er merkt, dass er es mit größeren, schwierigeren Beutetieren wie großen Flusskrebsen zu tun hat. In diesem Fall beginnt der Aal damit, seine Beute zu beißen. Dann rollt er seinen Schwanz um den Körper seiner Beute, bis der Schwanz direkt gegenüber dem Kopf des Aals liegt. Dann erhöht der Aal die Rate seiner elektrischen Hochspannungsimpulse erheblich.

Dieses Verhalten war schon früher beobachtet worden, aber niemand hatte eine Erklärung dafür gefunden. Catania erkannte, dass das Manöver den positiven Pol des elektrischen Organs des Aals, der sich in seinem Kopf befindet, in die Nähe des negativen Pols bringt, der sich in seinem Schwanz befindet. Dadurch, dass die beiden Pole nahe beieinander liegen und die Beute dazwischen liegt, erhöht der Aal die Menge der elektrischen Ladung, die er an sein Opfer abgibt, stellte er fest. Er entwickelte also einige Experimente, um diesen Effekt zu messen, und stellte fest, dass sich die Stärke der elektrischen Impulse, die das Beutetier erhielt, mehr als verdoppelte.

Wie die Taser-ähnlichen Impulse wirken die verstärkten Entladungen auf die Nerven, die die Muskeln des Beutetiers steuern. Catanias Studien ergaben jedoch, dass die erhöhte Leistung und die hohe Pulsfrequenz einen zusätzlichen Effekt haben: Sie treiben die Muskeln der Beutetiere so schnell und hart an, dass sie unter einer tiefgreifenden Muskelermüdung leiden.

„Die Beutetiere sind völlig gelähmt“, so Catania. „Der Effekt ist vergleichbar mit der Verabreichung einer Dosis eines lähmenden Mittels wie Curare.“

Aale nutzen Impulse, um in schlammigen Gewässern nach Beute zu suchen

Ein weiteres Beispiel dafür, wie der Aal von dieser Fernsteuerungsfähigkeit profitiert, ist die Verwendung von Doubletten und Tripletten – kurze Sequenzen von zwei oder drei Millisekunden langen Hochspannungsimpulsen, die die Aale bei der Jagd aussenden.

Es dauerte eine längere Zeit der Untersuchung und Beobachtung, bis Catania den Zweck dieser Signale herausfand. Schließlich erkannte er, dass die Impulse mit präzisen Frequenzen erzeugt werden, die Muskelkrämpfe am ganzen Körper auslösen.

„Eines der größten Probleme der Aale ist es, überhaupt Beute zu finden“, sagte Catania. „Ihr Lebensraum im Amazonas ist mit schlammigem Wasser und allen Arten von Vegetation gefüllt, die den Fischen viele Versteckmöglichkeiten bieten. Wenn der Aal also dahingleitet, sendet er einen Doppel- oder Dreifachton aus. Wenn sich ein Fisch in der Nähe versteckt, verkrampft sich sein Körper, und die Krämpfe erzeugen Druckwellen im Wasser. Obwohl die Zitteraale nicht sehr gut sehen können, sind sie sehr gut im Erkennen von Wasserbewegungen.

Und sie verwenden Stromstöße, um sich schnell bewegende Beute aufzuspüren

Catania hat auch entdeckt, dass der Aal seine elektrischen Hochspannungsentladungen als hochpräzises Radarsystem verwendet, das es ihm ermöglicht, sich schnell bewegende Beute aufzuspüren.

Seit einiger Zeit wissen Biologen, dass elektrische Fische im Allgemeinen und Zitteraale im Besonderen ein elektrisches Niederspannungsfeld zur Navigation nutzen. In einem Artikel, der am 20. Oktober online in Nature Communications veröffentlicht wurde, berichtet Catania, dass der Zitteraal eine zweite Verwendung für sein elektrisches Hochspannungssystem hat: die Verfolgung von sich schnell bewegender Beute.

Der Aal braucht eine Möglichkeit, den Standort seiner Beute zu verfolgen, nachdem diese betäubt wurde. Durch eine Reihe von Experimenten, die die Aale daran hinderten, andere Sinneseindrücke zu verwenden, konnte Catania zeigen, dass die Aale die Rückmeldung ihrer Hochspannungsstöße nutzen, um die Position ihrer Beute zu bestimmen.

„Diese doppelte Nutzung des Hochspannungssystems sowohl als Waffe als auch als sensorisches System deutet darauf hin, dass das Jagdverhalten der Aale weitaus ausgefeilter ist, als wir dachten“, so Catania.

Catanias Forschung wurde durch den Zuschuss 1456472 der National Science Foundation, ein John Simon Guggenheim-Stipendium und einen Pradel-Preis der National Academy of Sciences finanziert.