Sidolinjesystemet hos fiskar – sensoriskt organ för rörelse och vibrationer

Sidolinjesystemet hos fiskar – det känsliga sensoriska organet som upptäcker rörelse, vibrationer och strömmar för jakt, orientering och skolning.

Sidolinjen är ett system av sinnesorgan som finns hos fiskar, men inte hos landlevande ryggradsdjur. Det känner av rörelser och vibrationer i det omgivande vattnet. Modifierade epitelceller, så kallade hårceller, reagerar på förändringar runt fisken. Dessa omvandlar förändringarna till elektriska impulser som går till deras centrala nervsystem.

Sidolinjerna används vid skolning, predation och orientering. Fiskar använder till exempel sitt sidolinjesystem för att följa de virvlar som uppstår när ett byte flyr. Det är svaga linjer som löper i längsled längs varje sida, från gälskydden till stjärtbasen.

Hos vissa arter har mottagningsorganen i sidolinjen ändrats för att fungera som elektroreceptorer, dvs. organ som används för att upptäcka elektriska impulser. De flesta amfibielarver och vissa fullt vattenlevande vuxna amfibier har system som fungerar lite som sidolinjen.

Struktur och hur det fungerar

Sidolinjen består av många små mottagarenheter, så kallade neuromaster. En neuromast innehåller hårceller med känsliga utskott (stereocilier och ett kinocilium) som sticker upp i en geléliknande kapsel, cupula. När vattenrörelser eller tryckförändringar böjer cupulan sker en mekanisk påfrestning på hårcellerna, vilket öppnar jonkanaler och leder till förändrade elektriska spänningsnivåer. Dessa signaler överförs via afferenta neuron till hjärnan där de tolkas och integreras med syn och lukt.

Typer av neuromaster och placering

Det finns två huvudtyper av neuromaster:

• Ytliga neuromaster sitter direkt på hudens yta och är mycket känsliga för långsamma vattenrörelser och ytströmningar.
• Kanalmade neuromaster ligger i subepidermala kanaler under huden som öppnar mot omgivningen via porer. Dessa filtrerar bort snabba ytrörelser och är särskilt bra på att detektera snabba, preciserade förändringar i tryck och vibrationer.

Funktioner och beteenden kopplade till sidolinjen

Sidolinjen möjliggör flera viktiga beteenden:

• Skolning: fiskar känner av varandras rörelsemönster och anpassar hastighet och riktning i tät formation.
• Predation och bytesdetektion: genom att uppfatta virvlar och tryckvågor hittar jägare byten, även i mörker eller grumligt vatten.
• Undvikande av rovdjur: snabba vattenstötar från en attackerande predator kan utlösa undanflyktsreflexer, ofta via snabba nervbanor som t.ex. Mauthner-cellen.
• Rheotaxi och orientering: fiskar kan hålla position i strömmande vatten eller orientera sig med hjälp av konstanta strömningsmönster.

Utveckling, återuppbyggnad och evolution

Sidolinjen utvecklas från sensoriska placoder hos embryot och delar vissa utvecklingsmässiga likheter med andra sinnesorgan. En viktig egenskap är att hårceller i många fiskarter kan regenerera efter skada — en förmåga som forskare studerar i jakten på behandlingar för hörsel- eller balansskador hos människor.

Evolutionärt finns sidolinjen i flera grupper av vattenlevande ryggradsdjur. Som artikeln nämner har vissa arter utvecklat elektroreceptiva organ som är nära besläktade med eller koexisterar med sidolinjen. Exempelvis har hajarnas och rockornas ampuller av Lorenzini ett separat elektrosensoriskt system som kompletterar sidolinjens känslighet för mekaniska signaler.

Miljöpåverkan och forskning

Sidolinjens känslighet gör att miljöfaktorer kan påverka fiskars förmåga att uppfatta omgivningen. Buller och vibrationer från sjöfart, bygge och annan mänsklig aktivitet, samt kemisk förorening som förändrar vattenegenskaper, kan störa signaler och beteenden som jakt, parning och migrationsmönster. Forskning kring sidolinjen används även i biomimetik — man försöker efterlikna dess funktion i sensorer för robotar som ska manövrera i vatten.

Sammanfattning

Sidolinjen är ett specialiserat, mångsidigt sinnesorgan som ger fiskar och vattenlevande amfibier förmågan att uppfatta vattenrörelser, vibrationer och i viss mening även kompletterande elektriska signaler. Genom sina neuromaster tillåter systemet navigering, bytesupptäckt, skolbildning och snabba undanflykter, och spelar därför en central roll i dessa djurs ekologi och överlevnad.

Frågor och svar

F: Vad är sidolinjesystemet?

F: Vad är hårceller?

F: Vilken funktion har sidolinjesystemet hos fiskar?

F: Var sitter sidolinjerna hos fiskar?

F: Hur modifierar vissa arter sina mottagningsorgan för sidolinjerna?

F: Har ryggradsdjur på land ett sidolinjesystem?

F: Har amfibier ett system som liknar sidolinjen?

Sök med bokstav