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2026-01-16T18:46:00Z

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[[Datei:Zitteraal funktioniert wie eine Batterie.webm|mini|Video: Zitteraal funktioniert wie eine Batterie (Quelle: TerraX)]]
Der '''Elektroplax''', Kurzform '''Eplax''', ist ein [[Organ (Biologie)|Organ]] einiger Fische, das elektrische Spannungen erzeugt, die an das Wasser oder andere Lebewesen abgegeben werden können. Es gibt etwa 250 Fischarten, die den Elektroplax besitzen. Dazu gehören [[Zitteraal]]e, [[Zitterrochen]] und [[Elektrische Welse|Zitterwelse]]. Durch den Elektroplax können Spannungen von bis zu 860 V erzeugt werden. Die erreichbare Stromstärke kann bis zu 50 A betragen, wobei dieses Extrem bisher nur beim [[Gefleckter Zitterrochen|Gefleckten Zitterrochen]] und auch nur bei einer Spannung von 60 V nachgewiesen werden konnte.

== Aufbau ==
Die elektrischen Organe bestehen aus Muskelfasern, die nicht mehr kontrahieren können: die „elektrischen Platten“. Diese Platten sind auf der einen Seite papillös, auf der anderen Seite aber glatt. Auf der papillösen Seite befinden sich [[Synapse]]n. Mehrere Tausend dieser Platten sind in Säulen seriell geordnet. Durch diese Serien entstehen sehr hohe Spannungswerte. Die Stromstärke wird von der Anzahl der parallel geordneten Säulen bestimmt.

Eine Ausnahme stellt das elektrische Organ des [[Elektrische Welse|Zitterwelses]] (''Malapterurus electricus'') dar. Die elektrisch wirksamen [[Zelle (Biologie)|Zellen]] haben sich evolutionsgeschichtlich aus [[Drüsen]]zellen der [[Haut]] entwickelt. Sie funktionieren aber nach einem ähnlichen Prinzip.

== Funktion ==
[[Datei:Elektroplax Rochen.png|mini|Elektroplax eines Zitterrochens (roter Bereich: Sitz des Organs)]]
An der Membran der Elektrocyten liegt durch die Aktivität von Ionenpumpen und Kaliumkanälen das sogenannte [[Ruhemembranpotential|Ruhepotenzial]] vor. Es ist negativ, was bedeutet, dass das Zellinnere eine negativere Ladung als das Zelläußere hat. Durch Aktivierung von [[Cholinerg|cholinergen]] [[Ionenkanal|Ionenkanälen]] können nun aber positive Natriumionen, die außerhalb der Zelle in großer Menge vorliegen, einströmen. In gewöhnlichen Nervenzellen führt das zum sogenannten [[Aktionspotential|Aktionspotenzial]]. Aufgrund des Konzentrationsunterschieds folgen sie dem [[Osmotischer Druck|osmotischen Gradienten]]. Diese cholinergen Kanäle werden aber nur auf einer Membranseite von Nervenenden die [[Acetylcholin]] freisetzen angesteuert, was eine Differenz aufbaut. Die Seite ohne Kanäle bleibt unverändert, die andere jedoch wird durch die einströmenden Natriumionen [[Depolarisation (Physiologie)|depolarisiert]] bis zum Overshoot, das ist das Umschlagen der Ladung ins Positive. Die Zelle ist nun an der Seite mit cholinergen Kanälen innen positiv und auf der anderen Seite innen negativ geladen. Diese Ladungsdifferenz stellt eine [[Elektrische Spannung|Spannung]] dar und erzeugt einen ausgleichenden Ionenstrom von der einen Seite zur anderen wenn sie verbunden werden, z. B. durch Wasser oder den Körper der Beute. Die Triebkraft in einer solchen Zelle liegt nur bei etwa 150 mV, aber da Tausende aneinandergereiht vorliegen, summiert sich deren Spannung zu mehreren hundert Volt. Durch [[Reihenschaltung|Reihenanordnung]] hintereinander summiert sich die Spannung, durch nebeneinander liegende parallele Säulen summiert sich deren [[Elektrischer Strom|Stromfluss.]]

Die Ausschüttung von [[Acetylcholin]] führt zur Aktivierung der Elektroplax-Zellen durch Auslösen bzw. Öffnen der cholinergen Kanäle. Da dies zeitgleich in nahezu allen Elektroplax-Zellen geschieht, bauen sich kurzfristig Spannungen von bis zu 860 V auf,<ref>{{Literatur |Titel=Amazon Shocker Facts |Sammelwerk=Nat Geo WILD |Datum=2014-06-06 |Online=http://channel.nationalgeographic.com/wild/monster-fish/articles/amazon-shocker-facts/ |Abruf=2016-12-09}}</ref> die sich bei Berührung der Beute schlagartig entladen und somit das Beutetier lähmen.

Die Ionendifferenzen in der Membran werden durch Ionenpumpen wiederhergestellt und aufrechterhalten, was Energie in Form von [[Adenosintriphosphat|ATP]] verbraucht. Trotz des kurzzeitigen Ionenflusses von Natrium ändern sich die Konzentrationen an Ionen nur wenig, da die Zelle im Verhältnis viel mehr Ionen im Inneren trägt, als an der Membran fließen.

Beim Zitteraal kehrt der Strom über das Wasser wieder zum Schwanz des Tieres zurück, wodurch der Stromkreis geschlossen wird.<ref>{{Internetquelle |url=https://www.deutschlandfunknova.de/beitrag/zitteraale-sie-haben-mehr-volt-als-ein-taser |titel=Zitteraale: Mit Stromschlägen auf Beutejagd |sprache=de |abruf=2023-02-10}}</ref>

== Bedeutung ==
[[Datei:Temera hardwickii ventral pukhet.jpg|mini|Bauchseite von [[Temera hardwickii]] mit gut sichtbaren elektrischen Organen]]
Der Elektroplax wird genutzt, um Beutetiere zu lähmen und Feinde abzuwehren. Die Stromstöße dienen auch zur Orientierung im trüben Wasser, zur Revierabgrenzung und zum Auffinden von Fortpflanzungspartnern.

== Weblinks ==
* {{Literatur
|Autor=Otto Schlappal, Andreas Schwarzkopf, Jan Trautmann, Torsten Roßmann
|Titel=Elektrische Fische: Signalerzeugung & Rezeption. Funktion, Aufbau und Einsatz elektrischer Organe 
|Verlag=Technische Universität
|Ort=Darmstadt
|Datum=2008 
|Online={{Webarchiv |url=http://www.as-hu.de/pdfs/Wirbeltiere.pdf |text=PDF |wayback=20170918064921}}
|Format=PDF
|KBytes=746}}

== Einzelnachweise ==
<references />

[[Kategorie:Anatomie der Fische]]
[[Kategorie:Wikipedia:Artikel mit Video]]

Elektroplax - Versionsgeschichte

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