Mechanismen des Starkstromschutzes beim Zitteraal

• Antragsteller: Professor Dr. Stefan Schuster, seit 4/2022
• Fachliche Zuordnung: Biochemie und Physiologie der Tiere ; Biologie des Verhaltens und der Sinne
• Förderung: Förderung seit 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 493831595

Zitteraale sind berühmt für ihre Fähigkeit, mit starken elektrische Entladungen Beute und Feinde zu betäuben oder zu töten. Bis heute ist es jedoch völlig offen, in welchem Umfang und wie sich Zitteraale selbst vor eigenen und externen Elektroschocks schützen. Im vorliegenden Projekt werden wir zunächst untersuchen, inwieweit die elektrisch empfindlichen Organe, wie das Nervensystem, das Herz oder die Skelettmuskeln, in vivo geschützt sind. Hierfür werden wir testen, wie Zitteraale auf eigene und künstlich erzeugte externe elektrische Entladungen (mit definierten Stromamplituden und spektralem Aufbau) reagieren. Dazu werden wir spezifische Verhaltensanalysen durchführen und unsere Entdeckung nutzen, dass es mit geeigneten Verstärkern beim Zitteraal möglich ist, Elektrokardiogramme nichtinvasiv aufzeichnen. Im nächsten Schritt werden wir die Befunde nutzen, um die Ausbreitung sinusförmiger Ströme mit definierter Amplitude und Frequenz im Körper des Zitteraals zu charakterisieren. Dabei werden wir direkt messen, wie gut Wechselströme durch unterschiedliche Organe des Zitteraals fließen können und dann die biophysikalischen Eigenschaften derjenigen Gewebe genau charakterisieren, die den Stromfluss besonders stark beeinflussen. In der abschließenden Phase des Projekts werden wir potenziell elektrisch besonders empfindliche Organe des Zitteraals aus ihrer möglicherweise schützenden Umgebung lösen: Wir werden das Herz, einzelne Nerven sowie Skelettmuskeln herauspräparieren, durch eine entsprechende Versorgung am Leben erhalten und ihre Sensitivität gegenüber elektrischen Schocks ex vivo untersuchen. Dieser Versuch wird Aufschluss darüber geben, inwieweit diese Organe im Zitteraal einen intrinsisch höheren Schutz gegenüber elektrischen Strömen besitzen. Zusammenfassend werden die Resultate dieses Projektes zum ersten Mal einen Einblick in die Mechanismen liefern, die den Zitteraal vor Hochspannungsentladungen schützen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Ehemaliger Antragsteller: Dr. Georg Welzel, bis 4/2022