Afrikanische Elefantenrüsselfische (Gnathonemus petersii) sind nachtaktiv und können sich deshalb bei der Beutesuche nicht auf ihre Augen verlassen. Mit ihrem Schwanz erzeugen sie rund 80 Mal pro Sekunde kurze elektrische Pulse. Elektrorezeptoren auf ihrer Haut und insbesondere auf ihrem rüsselartigen Kinn messen, wie die Pulse von der Umgebung moduliert werden. Mit diesem Elektro-Sinn können die Fische Distanzen abschätzen, Formen und Materialien wahrnehmen und sogar zwischen lebendigen und toten Objekten unterscheiden. In Sekundenbruchteilen erkennen sie mit Hilfe der Elektro-Pulse, wo sich am Gewässergrund Zuckmückenlarven – ihre Lieblingsbeute – verstecken.
Aktive Elektroortung
Die Forscher um Prof. Gerhard von der Emde vom Zoologischen Institut der Universität Bonn erforschen schon seit vielen Jahren, wie der eigenartige Elektrosinn der Afrikanischen Elefantenrüsselfische funktioniert. Für die „aktive Elektroortung“ nutzen die Fische zwei verschiedene Typen von Elektrorezeptoren. Der eine misst nur die Intensität des Signals und der andere die Pulsform. „Wir konnten vor kurzem zeigen, dass der Fisch das Verhältnis der beiden Messwerte nutzt, um seine Beute zu identifizieren“, berichtet von der Emde. Dadurch werden ganz ähnlich wie auf der menschlichen Netzhaut „Farben“ erzeugt – aber nicht durch sichtbares Licht, sondern durch elektrische Signale.
Erkenntnisse aus der Grundlagenforschung
Prof. Gerhard von der Emde, der Doktorand Martin Gottwald und Dr. Hendrik Herzog vom Institut für Zoologie der Universität Bonn brachten nun ihre Erkenntnisse aus ihrer Grundlagenforschung des Elefantenrüsselfischs zum Einsatz, um einen ersten Kamera-Prototyp nach dem Vorbild dieser aktiven Elektroortung zu entwickeln. „Mit dieser ‚bionischen‘ elektrischen Kamera können ganz ohne Licht auch in trüber Umgebung ‚elektrische Bilder‘ von Objekten geschossen werden, die außerdem noch eine Analyse der elektrischen und räumlichen Eigenschaften der abgebildeten Gegenstände ermöglichen“, berichtet von der Emde.
Belebte Objekte erzeugen elektrische Farben
Analog zum Elefantenrüsselfisch erzeugt die Kamera ein schwaches elektrisches Feld um sich herum und erfasst die elektrischen Bilder von Objekten in ihrer Umgebung mit mehreren Sensoren (Elektroden) auf ihrer Oberfläche. Belebte Objekte, wie Fische und Pflanzen, erzeugten unterschiedliche „elektrische Farben“ – genauso wie sie auch von den elektrischen Fischen erkannt werden.
Neben dem Einsatz für Inspektionen in trüben, dunklen Gewässern, können sich die Forscher die Verwendung der elektrischen Kameras auch bei der Materialkontrolle, der Geräteüberwachung bis hin zu medizinischen Anwendungen vorstellen.
