Angel Caputi, Senior Scientist und Leiter der Abteilung für integrative und computergestützte Neurowissenschaften am Institut für biologische Forschung „Clement Estable“ in Uruguay, erklärt.
Der Zitteraal erzeugt große elektrische Ströme mit Hilfe eines hochspezialisierten Nervensystems, das in der Lage ist, die Aktivität von scheibenförmigen, stromproduzierenden Zellen zu synchronisieren, die in einem spezialisierten elektrischen Organ verpackt sind. Das Nervensystem tut dies durch einen Befehlskern, der entscheidet, wann das elektrische Organ feuern wird. Wenn der Befehl gegeben wird, sorgt eine komplexe Anordnung von Nerven dafür, dass die Tausenden von Zellen auf einmal aktiviert werden, egal wie weit sie vom Befehlskern entfernt sind.
Jede elektrogene Zelle trägt an ihrer Außenseite eine negative Ladung von etwas weniger als 100 Millivolt im Vergleich zu ihrer Innenseite. Wenn das Befehlssignal eintrifft, schüttet das Nerventerminal einen winzigen Schwall Acetylcholin, einen Neurotransmitter, aus. Dadurch entsteht ein transienter Pfad mit geringem elektrischem Widerstand, der die Innen- und Außenseite einer Seite der Zelle verbindet. So verhält sich jede Zelle wie eine Batterie, wobei die aktivierte Seite eine negative Ladung trägt und die gegenüberliegende Seite eine positive.
Da die Zellen innerhalb des elektrischen Organs wie eine Reihe von in einer Taschenlampe gestapelten Batterien angeordnet sind, „schockt“ der von einer aktivierten Zelle erzeugte Strom jeden inaktiven Nachbarn und setzt eine Aktivierungslawine in Gang, die in nur etwa zwei Millisekunden ihren Lauf nimmt. Dieses praktisch gleichzeitige Anlaufen erzeugt einen kurzlebigen Strom, der entlang des Körpers des Aals fließt. Würde der Aal in der Luft leben, könnte der Strom bis zu einem Ampere betragen, was den Körper des Tieres in das Äquivalent einer 500-Volt-Batterie verwandeln würde. Aber Aale leben im Wasser, das zusätzliche Abgänge für den Strom bietet. Sie erzeugen also eine größere Spannung, aber einen geteilten und damit verminderten Strom.
So weit ich weiß, gibt es keine spezifischen Studien darüber, warum Aale andere Tiere schocken können, ohne sich selbst zu schocken, aber eine mögliche Erklärung könnte sein, dass die Schwere eines elektrischen Schocks von der Menge und Dauer des Stroms abhängt, der durch einen bestimmten Bereich des Körpers fließt. Zum Vergleich: Der Körper eines Aals hat ungefähr die gleichen Abmessungen wie der Arm eines erwachsenen Menschen. Um einen Arm zu verkrampfen, müssen 50 Millisekunden lang 200 Milliampere Strom in ihn fließen. Ein Aal erzeugt viel weniger Energie als das, weil sein Strom nur 2 Millisekunden lang fließt. Zusätzlich wird ein großer Teil des Stroms durch die Haut ins Wasser abgeleitet. In der Nähe von inneren Strukturen wie dem zentralen Nervensystem oder dem Herzen wird die Strömung dadurch wahrscheinlich noch stärker reduziert.
Natürlich ist der Strom, der von einer kleinen Beute aufgenommen wird, auch nur ein kleiner Teil des Gesamtstroms, den der Aal erzeugt. Dennoch ist der Strom, der in ihre kleineren Körper eingeleitet wird, proportional viel größer. Zum Beispiel ist ein Beutetier, das 10-mal kleiner als ein Aal ist, etwa 1.000-mal kleiner im Volumen. Daher werden die kleinen Tiere in der Nähe des Aals geschockt, und nicht der entladende Aal selbst.