「電気魚」の版間の差分

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== 電気受容器  ==
== 電気受容器  ==


電気受容器は電気抵抗の高い皮膚に埋め込まれるように体皮に広く分布し、皮膚内外の電位差に応じて神経信号を発生する。直流 ~ 50 Hz 程度の低周波に応じるアンプラ型と、数百ヘルツ以上の周波数に応じる結節型がある。アンプラ型電気受容器は、ヤツメウナギ、シーラカンス、軟骨魚等の下等魚類とすべての電気魚に見られ、感度が高い (10<sup>-6</sup>V/cm)。電気魚以外の生物(主に被食者)の微弱な生物電気を受容するために発達したものと考えられる。入力電圧が出力インパルスの頻度で符号化される<ref>'''D Bodznick, J C Montgomery'''<br>The Physiology of low-frequency electrosensory systems<br>In ''Electroreception'' p.132, Springer: 2005</ref>。結節型電気受容器は電気魚だけに見られ、感度は低く、電気器官からの比較的強い電場 (10<sup>-3</sup>V/cm)に応じる。入力信号の強度をインパルス頻度で符号化する振幅型と、信号発生のタイミングをインパルスの発生時間で符号化する位相型に分けられる<ref>'''M Kawasaki'''<br>Physiology of tuberous electrosensory systems<br>In ''Electroreception'' p.154, Springer: 2005</ref>
電気受容器は電気抵抗の高い皮膚に埋め込まれるように体皮に広く分布し、皮膚内外の電位差に応じて神経信号を発生する。直流 ~ 50 Hz 程度の低周波に応じるアンプラ型と、数百ヘルツ以上の周波数に応じる結節型がある。アンプラ型電気受容器は、ヤツメウナギ、シーラカンス、軟骨魚等の下等魚類とすべての電気魚に見られ、感度が高い (約10<sup>-6</sup>V/cm)。電気魚以外の生物(主に被食者)の微弱な生物電気を受容するために発達したものと考えられる。入力電圧が出力インパルスの頻度で符号化される<ref>'''D Bodznick, J C Montgomery'''<br>The Physiology of low-frequency electrosensory systems<br>In ''Electroreception'' p.132, Springer: 2005</ref>。結節型電気受容器は電気魚だけに見られ、感度は低く、電気器官からの比較的強い電場 (約10<sup>-3</sup>V/cm)に応じる。入力信号の強度をインパルス頻度で符号化する振幅型と、信号発生のタイミングをインパルスの発生時間で符号化する位相型に分けられる<ref>'''M Kawasaki'''<br>Physiology of tuberous electrosensory systems<br>In ''Electroreception'' p.154, Springer: 2005</ref>


== 電気的行動  ==
== 電気的行動  ==
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=== 電気定位  ===
=== 電気定位  ===


[[Image:electric_field.jpg|thumb|280px|'''図2''' 電気器官放電による電場]] 電気魚が体の周囲に作った電場に、水とは電気的性質の異なる物体が侵入すると電場が乱れる。電気定位とは、電気魚が電場の乱れを検出することにより物体の位置、距離、大きさ、形<ref><pubmed> 15477023 </pubmed></ref>などの情報を得る行動である。電気魚は物体の電気抵抗成分と電気容量成分を区別することができ、この能力は視覚における色覚に対比される<ref><pubmed>16645886</pubmed></ref>。  
[[Image:electric_field.jpg|thumb|280px|'''図2''' 電気器官放電による電場]] 電気魚が体の周囲に作った電場に、水とは電気的性質の異なる物体が侵入すると電場が乱れる(図2)。電気定位とは、電気魚が電場の乱れを検出することにより物体の位置、距離、大きさ、形<ref><pubmed> 15477023 </pubmed></ref>などの情報を得る行動である。電気魚は物体の電気抵抗成分と電気容量成分を区別することができ、この能力は視覚における色覚に対比される<ref><pubmed>16645886</pubmed></ref>。  


=== 種と性の認識  ===
=== 種と性の認識  ===


モルミリ目の電気魚は、発電パルスの波形が種によってあるいは性によって異なり(図)、異なるパルス波形を弁別することができる。弁別の基礎となるのは波形に含まれる周波数成分ではなく位相(時間)成分である<ref><pubmed> 7209524 </pubmed></ref>。パルス波形の電圧上昇相と降下相の時間差を中脳の時間差検出回路が読み取る<ref><pubmed>9437037</pubmed></ref>。<br>  
モルミリ目の電気魚は、発電パルスの波形が種によってあるいは性によって異なり、パルス波形を弁別することができる。弁別の基礎となるのは波形に含まれる周波数成分ではなく位相(時間)成分である<ref><pubmed> 7209524 </pubmed></ref>。パルス波形の電圧上昇相と降下相の時間差を中脳の時間差検出回路が読み取る<ref><pubmed>9437037</pubmed></ref>。<br>  


=== 混信回避行動  ===
=== 混信回避行動  ===


自己の発電と他の魚の発電が時間的に重なると混信が起こり、電気定位の能力が阻害される。混信を回避するために自己の発電のタイミングあるいは周波数を変化させるのが混信回避行動 (jamming avoidance response)である<ref>'''弱電気魚の混信身回避行動'''</ref>。短いパルスを散発的に発するパルス種の電気魚では、相手魚の発電時間を予測し、それに重ならないよう自らの発電の瞬間を調節する<ref>'''pulsetypeJAR'''</ref>。パルスが高頻度で発生し連続波形(正弦波状)の発電をするウエーブ種の電気魚では、発電のタイミングを変化させても相手魚とのパルスの重なりを避けることはできない。このような電気魚では、自己の発電周波数を相手魚のそれから遠ざける方向に変化させ、周波数差がより大きくなり混信が回避される。相手魚の周波数が自己の周波数より高いか低いかにより自己の周波数を下げるか上げるかを決定するが、その計算アルゴリズムは以下のようなものである<ref>'''Neural Nets</ref>。
自己の発電と他の魚の発電が時間的に重なると混信が起こり、電気定位の能力が阻害される。混信を回避するために自己の発電のタイミングあるいは周波数を変化させるのが混信回避行動 (jamming avoidance response)である<ref>'''川崎雅司'''<br>弱電気魚の混信回避行動<br>''行動とコミュニケーション''<br>''シリーズ21世紀の動物科学''<br>培風館:2007</ref>。短いパルスを散発的に発するパルス種の電気魚では、相手魚の発電時間を予測し、それに重ならないよう自らの発電の瞬間を調節する<ref>'''pulsetypeJAR'''</ref>。パルスが高頻度で発生し連続波形(正弦波状)の発電をするウエーブ種の電気魚では、発電のタイミングを変化させても相手魚とのパルスの重なりを避けることはできない。このような電気魚では、自己の発電周波数を相手魚のそれから遠ざける方向に変化させ、周波数差がより大きくなり混信が回避される。相手魚の周波数が自己の周波数より高いか低いかにより自己の周波数を下げるか上げるかを決定するが、その計算アルゴリズムは以下のようなものである<ref>'''Neural Nets</ref>。


====混信回避行動(ウエーブ種)のアルゴリズム====  
====混信回避行動(ウエーブ種)のアルゴリズム====  
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