エレクトロフォラス・エレクトリクス

エレクトロフォラス・エレクトリクス
アメリカの ニューイングランド水族館の電気ウナギ
保全状況
軽度懸念  （IUCN 3.1）[1]
科学的分類
ドメイン：	真核生物
王国：	動物界
門:	脊索動物
クラス：	条鰭綱
注文：	ギンザケ目
家族：	スズメ科
属:	エレクトロフォラス
種：	エレクトリカス
二名法名
エレクトロフォラス・エレクトリクス （リンネ、1766年）
同義語
ギムノトゥス・エレクトリクス

Electrophorus electricusはデンキウナギの最もよく知られた種である。南米に生息する電気魚である。2019年にさらに2種が発見されるまで、この属は単型に分類されており、この種がこの属の唯一の種であった。 ^{[2]名前にもかかわらず、}ウナギではなく、ナイフフィッシュである。 ^[3]放電を生成する電気発生組織を含む淡水硬骨魚であると考えられている。 ^[4]

この種は何度も再分類されている。1766年にカール・リンネが最初に記載したとき、彼はGymnotus electricusという名前を使用し、数年前に記載したGymnotus carapo (縞模様のナイフフィッシュ)と同じ属に入れた。それから約1世紀後の1864年、セオドア・ギルによってデンキウナギは独自の属Electrophorusに移された。^[5]

2019年9月、David de Santanaらは、DNAの分岐、生態と生息地、解剖学と生理学、電気的能力に基づいて、この属をE. electricus、E. voltai sp. nov.、E. varii sp. nov.の3種に分類することを提案しました。この研究では、E. electricusがE. voltaiの姉妹種であり、両種が鮮新世に分岐したことが判明しました。^[2]

E. electricus は細長い円筒形の体を持ち、通常、体長約 2 メートル (6 フィート 7 インチ)、体重 20 キログラム (44 ポンド) まで成長し、裸眼魚類の中では最大である。^[6]体色は、背中が暗い灰褐色で、腹部が黄色またはオレンジである。成熟したメスの腹部はより暗い色をしている。鱗はない。口は四角形で、吻端に位置する。臀鰭は体長に沿って尾の先まで伸びている。他の骨棘魚類と同様に、浮き袋には 2 つの部屋がある。前房は、ウェーバー器官と呼ばれる頸椎から派生した一連の小さな骨によって内耳とつながっており、これにより聴覚が大幅に向上している。後房は体長全体に広がり、魚の浮力を保っている。

E. electricusは血管系の呼吸器系を持ち、頬腔内の上皮組織を通してガス交換が行われる。^[7]絶対空気呼吸者であるE. electricusは、約10分ごとに水面に浮上して呼吸し、その後海底に戻る必要がある。この魚が使用する酸素の約80％は、この方法で得られる。^[8]

E. electricus には、電気を生成する 3 対の腹部器官があります。主器官、ハンター器官、およびサックス器官です。これらの器官は体の大部分を占めており、デンキウナギに低電圧と高電圧の 2 種類の電気器官放電を生成する能力を与えています。これらの器官は電気細胞でできており、イオン電流が流れるように一列に並んでおり、それぞれが電位差を付加するように積み重ねられています。 ^[9] 3 つの電気器官は筋肉から発達し、筋筋膜のいくつかの生化学的特性と形態学的特徴を示しています。これらはウナギの両側に沿って対称的に見られます。^[4]

デンキウナギが獲物を見つけると、脳は神経系を通じて電気細胞に信号を送ります。これによりイオンチャネルが開き、ナトリウムが流れ、極性が一時的に反転します。突然の電位差を引き起こすことで、積み重ねられたプレートがそれぞれ電位差を生み出す電池と同様の方法で電流が発生します。 ^[9]デンキウナギは、電気能力で獲物の神経系を制御することもできます。電気パルスで獲物の神経系と筋肉を制御することで、獲物が逃げないようにしたり、移動させて位置を特定したりすることができます。^{[10] [11]}

デンキウナギはさまざまな方法で電気を利用しています。低電圧は周囲の環境を感知するために使用されます。高電圧は獲物を検出するために使用され、獲物を気絶させるのとは別に、デンキウナギが吸引して餌を食べさせる噛みつきを行います。^[12]

サックス器官は電気定位と関連している。器官の中には電気細胞と呼ばれる筋肉のような細胞が多数ある。各細胞は0.15Vを生成し、細胞が直列に積み重ねられることで器官は周波数約25Hzで約10Vを生成できる。これらの信号は主器官から発せられ、ハンター器官は数百ヘルツの速度で信号を発することができる。^[13]

3つの電気器官にはいくつかの生理学的差異があり、それによって非常に異なる機能を持つことができます。主電気器官とハンター器官の強電圧部には、高電圧生成に関与するタンパク質であるカルモジュリンが豊富に含まれています。 ^[14]さらに、3つの器官にはさまざまな量のNa + / K +-ATPaseがあり、これは電圧の形成に不可欠なNa + / K +イオンポンプです。主器官とハンター器官ではこのタンパク質の発現が高く、イオン濃度の変化に対する感度が高くなっていますが、サックス器官ではこのタンパク質の発現が低いです。^[15]

典型的な出力は、事実上あらゆる動物を気絶させたり、撃退したりするのに十分なものです。ウナギは放電の強度を変えることができ、狩りの際には低めの放電を使用し、獲物を気絶させたり、身を守る際には高めの放電を使用します。また、体を丸めて体に沿って2点接触させることで放電を集中させることもできます。^[16]興奮すると、少なくとも1時間、疲れることなく断続的に電気ショックを与えることができます。^[要出典]

E. electricus はまた、高周波感受性の塊状受容体を体中に点在させて持っています。この特徴は、他の Gymnotiformes を狩るのに役立っているようです。^[13] E. electricus は、18 世紀以来、生体電気の研究で重要な役割を果たしてきました。^{[17]この種は、}アセチルコリンエステラーゼとアデノシン三リン酸を利用する研究者にとって興味深い種です。^{[18] [19]}

E. electricus は、この属で最初に記載された種であり、したがって最も有名な例であるにもかかわらず、この属の3種の中で最大電圧が最も低く、わずか480ボルトです（ E. variiの572ボルト、 E. voltaiの860ボルトとは対照的です）。^[2]

E. electricusはギアナ楯状地の淡水生息地に限定されている。アマゾン川流域、ブラジル楯状地、ギアナ楯状地の他の地域に生息する個体群は、現在E. variiとE. voltaiに属すると考えられている。^[20]

E. electricusは無脊椎動物を食べますが、成魚は魚やネズミなどの小型哺乳類も食べることがあります。最初に孵化したばかりの子ウナギは、その後に生まれた卵や胚を食べます。 [ ^13]幼魚はエビやカニなどの無脊椎動物を食べます。

E. electricus は珍しい繁殖行動で知られています。乾季には、オスのウナギが唾液で巣を作り、メスがそこに卵を産みます。1つの巣の卵から3,000匹もの幼魚が孵ります。オスはメスよりも約35cm（14インチ）大きくなります^{[21] [22] 。 [23]}

• カターニア、ケネス C.、「電気ウナギの衝撃的な捕食攻撃」、サイエンス、第 346 巻、第 6214 号、(2014 年 12 月 5 日)、pp. 1231–1234。
• Catania, KC、「跳躍するウナギは脅威を電気化させ、馬との戦いに関するフンボルトの記述を裏付ける」、米国科学アカデミー紀要、第113巻、第13号（2016年6月21日）、6979-6984頁。
• カターニア、ケネス C. (2017)。「電気ウナギの衝撃的な跳躍中に人間に電力が伝達される」。Current Biology . 27 (18): 2887–2891.e2. doi : 10.1016/j.cub.2017.08.034 . PMID  28918950。
• フィンガー S.、「植民地アメリカのリンネ主義者アレクサンダー・ガーデン博士と 5 匹の「電気ウナギ」の物語」、生物学と医学の展望、第 53 巻、第 3 号、(2010 年夏)、388 ～ 406 ページ。
• Finger, S. & Piccolino, M., 『電気魚の衝撃的な歴史：古代から現代神経生理学の誕生まで』、オックスフォード大学出版局、（ニューヨーク）、2011年。
• Gervais, R (2017). 「現象学的理解と電気ウナギ」Theoria . 32 (3): 293–302. doi : 10.1387/theoria.17294 . hdl : 10067/1486000151162165141 .
• Plumb, G.、「『電気ストローク』と『電気スパーク』：1776年と1777年のジョージ・ベイカーの電気ウナギ博覧会における解剖学者とエロティシズム」、Endeavour、第34巻、第3号、（2010年9月）、87～94ページ。
• Traeger, LL; Sabat, G.; Barrett-Wilt, GA; Wells, GB; Sussman, MR (2017 年 7 月)。「2 つの電圧の尾: デンキウナギの 3 つの電気器官のプロテオーム比較」。Science Advances。3 ( 7 ): e1700523。Bibcode :  2017SciA .... 3E0523T。doi : 10.1126/sciadv.1700523。PMC 5498108。PMID  28695212。
• Turkel, WJ、「深海からの火花：強力な電気を発する魚を使った衝撃的な実験が科学的発見をどのように推進したか」、ジョンズ・ホプキンス大学出版局、（ボルチモア）、2013年。

• WikispeciesのElectrophorus electricusに関連するデータ
• ウィキメディア・コモンズのElectrophorus electricusに関連するメディア
• ムーディー科学研究所による電気ウナギに関する1954年の教育映画