کوسه‌ماهی‌ ها و حس الکتریکی

کوسه‌ماهی‌ ها ، مقدمه‌ای بر حس الکتریکی

کوسه‌ماهی‌ها به حس بویایی قوی و قدرت شکارشان شهرت دارند، اما در پس این شکارچیان ترسناک رازی نهفته است که آن‌ها را در زمره شگفت‌انگیزترین موجودات قرار می‌دهد: حس الکتریکی. بسیاری از گونه‌های کوسه دارای یک حس ششم هستند که به آن‌ها امکان می‌دهد میدان‌های ضعیف الکتریکی تولید‌شده توسط موجودات زنده را شناسایی کنند​

 

. این توانایی خارق‌العاده که الکتروگیرایی نام دارد، نقشی کلیدی در زندگی کوسه‌ها ایفا می‌کند؛ از یافتن شکار پنهان‌شده در زیر ماسه‌ها گرفته تا مهاجرت در پهنه عظیم اقیانوس‌ها و حتی درک حضور دشمنان و تغییرات محیطی. در ادامه به بررسی سازوکار علمی این حس، مقایسه آن در گونه‌های مختلف (به‌ویژه کوسه چکشی)، و کاربردهای گوناگون آن در حیات کوسه‌ماهی‌ها می‌پردازیم و نگاهی به جدیدترین پژوهش‌های علمی در این زمینه خواهیم داشت.

ساختار و عملکرد آمپول‌های لورنزینی: راز حس الکتریکی کوسه‌ها

در نگاه اول، پوزه و سر کوسه‌ماهی پوشیده از لکه‌ها و منافذ ریزی است که شاید چندان جلب توجه نکنند. این منافذ در حقیقت درگاه‌های ورود اطلاعات به سیستم حسی ویژه‌ای هستند. هر یک از این منافذ به یک لوله ژله‌ای باریک متصل است که در عمق به یک کیسه حسی ختم می‌شود. این ساختارهای کوچک که به افتخار کاشفشان آمپول‌های لورنزینی نامیده می‌شوند، در زیر پوست کوسه‌ماهی شبکه‌ای گسترده از حسگرهای الکتریکی را تشکیل می‌دهند​

 

. ژل درون آمپول‌ها رسانای یون‌هایی مانند سدیم و کلر است که در آب دریا وجود دارند؛ این ویژگی به سیگنال‌های الکتریکی اجازه می‌دهد از محیط آبی به سلول‌های حسی داخل آمپول منتقل شوند​

 

. زمانی که ولتاژ (اختلاف پتانسیل الکتریکی) بین دهانه‌ی هر آمپول در پوست و پایه‌ی سلول‌های الکتروگیرای داخل آن تغییر کند، این سلول‌ها تحریک شده و پیام عصبی به مغز کوسه ارسال می‌کنند​

 

. به بیان ساده، آمپول‌های لورنزینی مانند آنتن‌های بسیار حساسی عمل می‌کنند که هرگونه تغییر جزئی در میدان‌های الکتریکی اطراف را ردیابی می‌کنند.

یکی از نکات حیرت‌آور درباره حس الکتریکی کوسه‌ها میزان حساسیت آن است. پژوهش‌ها نشان داده‌اند که کوسه‌ماهی‌ها می‌توانند تغییراتی در حد نانوولت (میلیاردم ولت) در هر سانتی‌متر را احساس کنند​

 

. برای درک این موضوع، تصور کنید باتری کوچکی را در اقیانوس بیاندازید؛ کوسه قادر است جریان الکتریکی فوق‌العاده ضعیفی که از باتری در آب پخش می‌شود را تشخیص دهد. در واقع کوسه‌ها حساس‌ترین جانوران شناخته‌شده به میدان‌های الکتریکی هستند و آستانه‌ی درکشان تا حدود ۵ نانوولت بر سانتی‌متر اندازه‌گیری شده است​

 

. این سطح از حساسیت به قدری بالاست که تغییرات بسیار خفیف ناشی از انقباض عضلات یا فعالیت عصبی موجودات زنده را نیز آشکار می‌کند. جالب اینکه آمپول‌های لورنزینی علاوه بر الکتریسیته، نسبت به تغییرات دما و فشار مکانیکی نیز واکنش‌پذیر هستند، هرچند نقش اصلی آن‌ها حس کردن سیگنال‌های الکتریکی است​

تمامی کوسه‌ماهیان، سفره‌ماهیان و خویشاوندان نزدیکشان (همگی از رده غضروف‌ماهیان) دارای این اندام‌های حسی هستند. بسته به نوع گونه، تعداد و توزیع آمپول‌های لورنزینی می‌تواند متفاوت باشد. به طور معمول کوسه‌های فعال شکارچی صدها تا هزاران پور الکتریکی روی سر خود دارند​

 

. این منافذ عمدتاً در اطراف پوزه، زیر بخش جلویی سر و نواحی اطراف دهان و بینی متمرکز شده‌اند که بهترین مکان برای دریافت سیگنال‌های منتشر‌شده از طعمه‌های روبه‌رو است. وقتی کوسه به طعمه‌ای نزدیک می‌شود، آخرین ابزاری که او را به سمت هدف هدایت می‌کند همین حس الکتریکی است؛ عضلات در حال انقباض و اعصاب فعال طعمه، میدان الکتریکی کوچکی در آب ایجاد می‌کنند و کوسه با استفاده از شبکه آمپول‌های لورنزینی خود همچون یک آشکارساز زنده، حضور طعمه را احساس می‌کند​

 

. در بخش‌های بعدی خواهیم دید این سیستم حسی بی‌نظیر چگونه به کوسه‌ها امکان می‌دهد شکار کنند، راه خود را در اقیانوس بیابند و حتی تهدیدهای پیرامون را شناسایی کنند.

برای مطالعه در زمینه داروشناسی وارد شوید

مقایسه گونه‌ها: آیا کوسه‌ماهی چکشی حس الکتریکی قوی‌تری دارد؟

یکی از شگفت‌انگیزترین گونه‌های کوسه، کوسه‌ماهیان چکشی (خانواده Sphyrnidae) هستند که به خاطر شکل عجیب سرشان به این نام مشهور شده‌اند. سر پهن و چکش‌مانند کوسه چکشی همواره این سؤال را برانگیخته که آیا این طراحی خاص برای افزایش کارایی حواس کوسه بوده است؟ به ویژه، دانشمندان حدس می‌زدند سر پهن کوسه چکشی با پراکنده‌کردن بیشتر آمپول‌های لورنزینی، به عنوان «آنتن» بزرگ‌تری برای دریافت سیگنال‌های الکتریکی عمل می‌کند​

در واقع، سر پهن‌تر فضای بیشتری برای قرارگیری منافذ حسی فراهم می‌آورد و تعداد آمپول‌های لورنزینی در کوسه‌های چکشی بیشتر از بسیاری گونه‌های دیگر است​

 به عنوان مثال، تحقیقات نشان داده یک کوسه‌ چکشی بزرگ ممکن است نزدیک به ۳۰۰۰ پور الکتریکی روی سر خود داشته باشد، در حالی که برخی کوسه‌های دیگر (مثلاً کوسه‌های کفزی کم‌تحرک) تعداد کمتری از این اندام‌ها دارند​

چکشی امکان می‌دهد سطح وسیع‌تری از بستر دریا را برای یافتن طعمه جاروب کند؛ شبیه به این که یک چراغ‌قوه با نور گسترده‌تر برای جستجو در اختیار داشته باشد​

 

اما آیا سر چکشی واقعاً حس الکتریکی قوی‌تری به این گونه می‌دهد؟ پژوهشی رفتاری در سال ۲۰۰۲ با مقایسه حساسیت کوسه چکشی اسکنه‌ای (چکشی چروک‌دار Sphyrna lewini) و کوسه‌ صخره‌ای (کوسه ماسه‌ای Carcharhinus plumbeus) به این پرسش پاسخ داد. در این مطالعه، واکنش دو گونه به یک منبع الکتریکی کوچک (شبیه طعمه) در آب بررسی شد. نتایج جالب بود: هر دو کوسه توانستند از فاصله تقریباً ۳۰ سانتی‌متری منبع الکتریکی را ردیابی کنند و آستانه تحریک هر دو کمتر از ۱ نانوولت بر سانتی‌متر بود​

 

 به عبارتی، کوسه چکشی حساسیت الکتریکی بالاتری نسبت به کوسه دیگر نداشت. با این حال، نحوه حرکت و جهت‌گیری آن‌ها هنگام ردیابی طعمه متفاوت بود. کوسه چکشی برای تمرکز روی منبع سیگنال، اغلب یک چرخش سریع حول یک نقطه انجام می‌داد و سر پهن خود را ثابت نگه می‌داشت در حالی که بدنش را خم می‌کرد تا پوزه‌اش مستقیماً به سمت منبع قرار گیرد​

 

. در مقابل، کوسه‌ صخره‌ای با قوس بزرگ‌تری به سمت طعمه نزدیک می‌شد. تحلیل رفتارها نشان داد سپر سر پهن کوسه چکشی دو مزیت عمده دارد: نخست، گستره‌ی جستجوی جانبی بزرگ‌تری را پوشش می‌دهد که شانس یافتن طعمه‌های پنهان در مساحت بیشتر را بالا می‌برد، و دوم اینکه شکل هیدرودینامیک سر و گردن عضلانی آن امکان مانور و چرخش سریع‌تری را فراهم می‌کند​

 

. این مزیت‌ها به کوسه چکشی کمک می‌کند تا شکارهایی مانند سفره‌ماهی‌های مدفون‌شده در زیر شن را کارآمدتر شکار کند، بدون آنکه لزوماً حسگرهای الکتریکی حساس‌تری نسبت به کوسه‌های دیگر داشته باشد.

شکار طعمه با حس الکتریکی: کوسه‌ماهی چگونه طعمه پنهان را می‌یابد؟

کوسه‌ها برای شکار طعمه‌های خود به مجموعه‌ای از حواس تکیه می‌کنند. در فاصله‌های دور، حس بویایی قوی آن‌ها می‌تواند کوچک‌ترین ذرات خون یا بوی ماهی را در آب تشخیص دهد؛ همچنین شنوایی و حس لرزش‌آگاهی (از طریق سیستم خط جانبی) به کوسه کمک می‌کنند رد طعمه‌ی مجروح یا در حال حرکت را از فاصله صدها متری دنبال کند​

 

اما هرچه کوسه به طعمه نزدیک‌تر می‌شود و مرحله‌ی نهایی حمله فرامی‌رسد، حس الکتریکی نقش تعیین‌کننده‌ای پیدا می‌کند. بسیاری از طعمه‌های محبوب کوسه‌ها – نظیر ماهیان کفزی، سفره‌ماهیان و حتی برخی بی‌مهرگان دریایی – برای در امان ماندن از دید شکارچی، در زیر ماسه‌ها پنهان می‌شوند یا شب‌ها بی‌حرکت می‌مانند. در چنین شرایطی که ممکن است طعمه از دید پنهان و حتی از بویایی نسبتا مخفی باشد، سیگنال‌های الکتریکی ناشی از تپش قلب، انقباض عضلات و فعالیت عصبی آن موجود هنوز هم به بیرون منتشر می‌شود و کوسه می‌تواند این سیگنال‌ها را دریافت کند​

 

. آزمایش‌های علمی کلاسیک این مسئله را به خوبی نشان داده‌اند: برای مثال، پژوهشگرانی چون آدرینوس کالمیijn در دهه ۱۹۷۰ میلادی نشان دادند که کوسه‌ماهی حتی زمانی که چشمانش بسته و سوراخ‌های بویایی‌اش مسدود است، باز هم قادر است ماهی پنهان‌شده زیر شن را پیدا کرده و دقیقاً محل آن را گاز بگیرد؛ اما اگر همان ماهی بدون حرکت و بی‌جان باشد، کوسه توجهی نشان نمی‌دهد مگر آنکه یک جریان الکتریکی ضعیف در محل وجود ماهی مرده ایجاد شود​

 

. به بیان دیگر، کوسه برای ردیابی نهایی طعمه به سیگنال الکتریکی حیات آن تکیه می‌کند نه صرفاً بو یا حرکت آن.

یکی از شناخته‌شده‌ترین نمونه‌ها، آزمایشی است که در آن کوسه‌ها بین دو منبع گول‌زننده قرار گرفتند: یک تکه ماهی تازه در ظرف پلاستیکی (که بو را پخش می‌کرد اما میدان الکتریکی نداشت) و در سوی دیگر یک الکترود که جریان الکتریکی ضعیفی شبیه ضربان قلب ماهی تولید می‌کرد. کوسه‌ها بارها به سمت الکترود حمله‌ور شدند و ظرف حاوی ماهی را نادیده گرفتند​

 

. این رفتار نشان داد مهم‌ترین سرنخ در لحظه حمله برای کوسه سیگنال الکتریکی است. حتی اگر بوی طعمه کوسه را به نزدیکی آن بکشاند، در چند متری آخر این حس الکتریکی است که نقش «دید در تاریکی» را بازی می‌کند و محل دقیق موجود زنده را فاش می‌کند.

حس الکتریکی به‌خصوص برای شکار طعمه‌های پنهان مفید است. بسیاری از کوسه‌ها می‌توانند شکار را در زیر ماسه‌ها یا درون حفره‌ها بیابند بدون آنکه آن را ببینند. برای مثال، کوسه‌های چکشی به شکار سفره‌ماهی‌هایی شهرت دارند که خود را در بستر شنی مخفی کرده‌اند. کوسه چکشی با سر پهن خود سطح گسترده‌ای از بستر را جاروب می‌کند و به محض اینکه آمپول‌های لورنزینی‌اش سیگنال الکتریکی ضعیف ناشی از فعالیت قلبی یا عضلانی سفره‌ماهی مدفون را دریافت کنند، بلافاصله مکان دقیق طعمه را تشخیص داده و حمله می‌کند​

. از سوی دیگر، طعمه‌ها نیز در طی تکامل بی‌کار ننشسته‌اند و برخی سازوکارهای تدافعی در برابر شکارچیان الکتروجوی کوسه پیدا کرده‌اند. بی‌حرکت ماندن یکی از این راهبردها است؛ چرا که سیگنال الکتریکی موجود زنده در حال فعالیت به مراتب قوی‌تر از موجود بی‌حرکت و آرام است. هنگامی که یک ماهی یا سفره‌ماهی حضور کوسه را احساس می‌کند، ممکن است بی‌حرکت شود تا سیگنال الکتریکی قابل شناسایی تولید نکند و از دید کوسه پنهان بماند. به طور شگفت‌انگیزی، این رفتار حتی در جنین کوسه‌ها نیز دیده شده است: پژوهشگران دانشگاه استرالیای غربی دریافتند کوسه‌های جنینی که درون تخم (کیسه‌های تخم‌مرغی) رشد می‌کنند، به محض حس کردن میدان الکتریکی ناشی از نزدیک شدن یک شکارچی – مثلاً الگوی سیگنال قلب یک کوسه بزرگ‌تر – فوراً حرکت خود را متوقف کرده و حتی آبشش‌هایشان را از تکان خوردن بازمی‌دارند​

 

. جنین کوسه بامبو با این واکنش انفعالی (که به آن «تانمود مرگ» می‌گویند) می‌کوشد از تشخیص داده شدن توسط شکارچی در امان بماند​

 

. این یافته جالب نشان می‌دهد حس الکتریکی نه تنها برای شکار کردن، بلکه برای در امان ماندن از شکارچی نیز کاربرد دارد و برخی گونه‌ها از همان مراحل اولیه زندگی به طور غریزی از آن بهره می‌گیرند.

جهت‌یابی در اقیانوس: حس الکتریکی به عنوان قطب‌نمای طبیعی

شگفتی‌های حس الکتریکی کوسه‌ها تنها به شکار محدود نمی‌شود؛ این حس احتمالاً نقشی در مقیاس بسیار بزرگ‌تر، یعنی مسیریابی و مهاجرت اقیانوسی کوسه‌ها دارد. سال‌ها مشاهده‌ رفتاری روی گونه‌های مختلف کوسه‌ماهی نشان داده که آن‌ها می‌توانند مسافت‌های عظیمی را در اقیانوس طی کنند و هر سال به نقاط مشخصی برای تغذیه، جفت‌گیری یا زایمان بازگردند​

 

. برای مثال، کوسه‌های سفید بزرگ هر زمستان هزاران کیلومتر را در اقیانوس پیموده و به یک مکان دورافتاده موسوم به «کافه کوسه سفید» در میانه اقیانوس آرام می‌روند​

 

. پرسش حیرت‌انگیز این است که این جانوران چگونه در پهنه بی‌کران دریا، بدون نشانه‌های ظاهری، مسیر صحیح را پیدا می‌کنند و دقیقاً به همان نقطه قبلی بازمی‌گردند؟ مدت‌ها این معما یکی از رازهای بزرگ دنیای حیوانات بود​

 

.

دانشمندان حدس می‌زدند که کوسه‌ها ممکن است از میدان مغناطیسی زمین به عنوان یک نقشه یا قطب‌نما استفاده کنند​

 

. زمین دارای یک میدان مغناطیسی گسترده است که از قطب شمال به قطب جنوب کشیده شده و شدت آن در نقاط مختلف کره زمین کمی متفاوت است (مثلاً در نزدیکی قطب‌ها قوی‌تر است). بسیاری از جانوران مهاجر – همچون لاک‌پشت‌های دریایی و پرندگان – توانایی حس میدان مغناطیسی را برای جهت‌یابی دارند. در مورد کوسه‌ها، از آنجا که آن‌ها به میدان‌های الکتریکی حساسند و تغییرات میدان مغناطیسی می‌تواند در آب دریا جریان الکتریکی القا کند، فرض بر این بود که آمپول‌های لورنزینی کوسه ممکن است دو منظوره عمل کرده و مغناطیس زمین را نیز حس کنند​

. آزمایش‌های مختلفی در طی سال‌ها نشان داد که کوسه‌ها به نوعی میدان‌های مغناطیسی را درک می‌کنند؛ برای مثال، کوسه‌ها در اطراف کابل‌های زیردریایی که جریان برق دارند رفتار کنجکاوانه یا جذب‌شدن نشان می‌دادند که حاکی از حس کردن میدان مغناطیسی-الکتریکی این کابل‌ها بود​

 

. با این حال اثبات مستقیم اینکه کوسه‌ها از میدان مغناطیسی زمین برای مسیریابی بهره می‌گیرند تا همین اواخر انجام نشده بود​

 

.

سرانجام در سال ۲۰۲۱ یک مطالعه علمی نقطه عطفی در این زمینه رقم زد. گروهی از پژوهشگران دانشگاه ایالتی فلوریدا روی کوسه‌های جوان گونه سرکوچک (Sphyrna tiburo) که نوعی کوسه چکشی کوچک مهاجر است آزمایش جالبی انجام دادند​

 

. آن‌ها ۲۰ کوسه را در یک استخر دایره‌ای ویژه قرار دادند و با استفاده از سیم‌پیچ‌های بزرگ اطراف استخر، میدان مغناطیسی طبیعی محل زندگی کوسه را بازسازی کردند. سپس میدان مغناطیسی را به گونه‌ای تنظیم کردند که انگار کوسه چند صد کیلومتر آن‌سوتر (به سمت شمال یا جنوب محل اصلی) قرار گرفته است. نتیجه حیرت‌آور بود: هنگامی که میدان مغناطیسی شبیه‌سازی‌شده به گونه‌ای بود که کوسه تصور کند در جنوب مکان اصلی‌اش قرار دارد، کوسه‌ها بلافاصله جهت شنا را تغییر داده و به سمت شمال (به سوی محل اصلی) حرکت کردند​

 

. این واکنش جهت‌یابی در پاسخ به میدان مغناطیسی نشان می‌دهد کوسه واقعاً می‌تواند از تغییرات میدان زمین موقعیت نسبی خود را تشخیص دهد و جهت درست را انتخاب کند. محقق اصلی این پروژه گفت: «ما مدت‌ها می‌دانستیم کوسه‌ها توانایی حس میدان مغناطیسی را دارند، اما این اولین بار است که ثابت می‌شود از این توانایی برای مسیریابی استفاده می‌کنند»​

 

. در واقع، کوسه‌ها یک نوع GPS طبیعی در بدن خود دارند که به آن‌ها کمک می‌کند مسافت‌های طولانی را پیموده ولی باز به زادگاه خود یا مکان‌های خاص بازگردند​

 

. این کشف علمی توضیحی قابل‌قبول برای یکی از رازهای بزرگ مهاجرت کوسه‌ها ارائه داد؛ این که چگونه در اقیانوس بدون نشانه، مسیر خود را پیدا می‌کنند​

 

.

قابل ذکر است که حس الکتریکی-مغناطیسی کوسه‌ها تنها جنبه جهت‌یابی کلی ندارد، بلکه می‌تواند برای نقشه‌برداری محلی از محیط نیز به کار رود. برخی دانشمندان معتقدند کوسه‌ها با حس کردن اجسام مختلف و جریان‌های آب (که خود می‌توانند میدان‌های الکتریکی یا اختلاف پتانسیل ایجاد کنند) یک تصویر ذهنی از محیط اطرافشان ترسیم می‌کنند​

 

. به عبارتی، همانطور که خفاش‌ها با صدا محیط را می‌سنجند، کوسه‌ها نیز ممکن است با ترکیب اطلاعات الکتریکی و حسی دیگر بتوانند حضور صخره‌ها، جریان‌های آب سرد و گرم یا مناطق مختلف را حس کرده و در حافظه خود یک نقشه الکتریکی-مغناطیسی از زیستگاهشان ایجاد کنند​

 

. این فرضیه همچنان در دست بررسی است، اما اگر درست باشد، کوسه‌ماهی‌ها را باید یکی از پیچیده‌ترین ناوبران طبیعی سیاره دانست.

شناسایی دشمنان و درک شرایط محیطی

علاوه بر شکار و مهاجرت، شناسایی خطرات و شرایط محیطی نیز می‌تواند از کاربردهای مهم حس الکتریکی در کوسه‌ماهی‌ها باشد. هرچند کوسه‌ها خود از شکارچیان رأس هرم غذایی به شمار می‌آیند، اما در اکوسیستم دریاها آنها نیز دشمنان یا رقبا و چالش‌های محیطی دارند. برای نمونه، نهنگ‌های قاتل (اورکا) و گاهی کوسه‌های بزرگ‌تر می‌توانند برای برخی کوسه‌های کوچک‌تر تهدید محسوب شوند. آیا یک کوسه می‌تواند نزدیک شدن چنین خطری را از طریق حس الکتریکی درک کند؟ پاسخ هنوز به طور قطع معلوم نیست، اما شواهد اولیه و رفتار برخی گونه‌ها حاکی از آن است که این امکان وجود دارد. چنان‌که اشاره شد، جنین کوسه‌ها به سیگنال الکتریکی شکارچی واکنش نشان داده و خود را مخفی می‌کنند​

 

. در کوسه‌های بالغ نیز مشاهده شده که وقتی یک منبع الکتریکی قوی و ناگهانی در نزدیکی‌شان فعال شود، ممکن است رفتار اجتنابی یا دور شدن نشان دهند. در آزمایش‌های دهه ۱۹۶۰، کوسه‌های کورشده هنگامی که یک میله فولادی (که میدان الکتریکی مختصری در آب ایجاد می‌کرد) به آنها نزدیک می‌شد سریعاً دور شدند، اما نسبت به نزدیک شدن یک میله شیشه‌ای (غیر رسانا و بدون میدان) واکنشی نشان ندادند​

 

. این آزمایش نشان داد کوسه حتی بدون دیدن جسم، حضور یک شیء فلزی را از طریق اختلاف پتانسیل ایجاد شده تشخیص می‌دهد و از آن می‌ترسد، گویی که متوجه خطری پنهان شده باشد.

انسان‌ها نیز از حساسیت الکتریکی کوسه برای دور کردن آن‌ها بهره گرفته‌اند. دستگاه‌های بازدارنده کوسه (معروف به “شark shield”) امواج الکتریکی پالسی در آب ایجاد می‌کنند که برای کوسه‌ها آزاردهنده است و آن‌ها را دور نگه می‌دارد. از سوی دیگر، فعالیت‌های بشری گاهی موجب سردرگمی کوسه‌ها می‌شود؛ برای مثال گزارش‌هایی وجود دارد که کوسه‌ها به کابل‌های برق زیردریایی حمله کرده و آنها را گاز گرفته‌اند. علت این رفتار احتمالاً میدان الکتریکی یا مغناطیسی تولیدشده توسط کابل‌های حامل جریان است که کوسه را به اشتباه به سمت خود جذب می‌کند، چرا که شبیه سیگنال‌های یک ماهی در حال شنا تعبیر می‌شود​

 

. در سال ۲۰۱۴ شرکت گوگل اعلام کرد برای حفاظت از کابل‌های اینترنت زیردریایی خود در اقیانوس آرام – که بارها توسط کوسه‌ها آسیب دیده بودند – آن‌ها را با غلاف‌های Kevlar می‌پوشاند. محققان گمان می‌بردند کوسه‌ها به میدان‌های مغناطیسی با ولتاژ بالای این کابل‌ها جذب می‌شوند، چون شباهتی با سیگنال‌های ماهی‌ها دارد و کنجکاوی یا غریزه شکار آن‌ها را تحریک می‌کند​

 

. هرچند این حملات به کابل‌ها برای کوسه جذامی در پی ندارد (و بیشتر به تجهیزات انسان آسیب می‌زند)، اما نمونه‌ای جالب از تداخل فناوری بشری با حواس طبیعی جانوران است.

کوسه‌ها همچنین می‌توانند تغییرات محیطی را از طریق حس الکتریکی خود رصد کنند. اختلاف دمای آب، شوری و جریان‌های اقیانوسی همگی می‌توانند اختلاف پتانسیل‌های کوچکی در آب ایجاد کنند. آمپول‌های لورنزینی به شدت به تغییر دما هم حساس‌اند و تغییرات بسیار جزئی (در حد هزارم درجه) را احساس می‌کنند​

 

. بنابراین ممکن است کوسه‌ها از این حس برای تشخیص جریانات آب گرم و سرد یا تغییرات ناگهانی محیط (مانند نزدیک شدن طوفان‌های الکتریکی) بهره ببرند. برخی پژوهشگران حتی این فرضیه را مطرح کرده‌اند که کوسه‌ها می‌توانند با حس میدان‌های الکتریکی ناشی از حرکت آب در میدان مغناطیسی زمین، جهت و سرعت جریان‌های اقیانوسی را درک کرده و برای صرف انرژی کمتر در هنگام شنا خود را با آن‌ها تنظیم کنند​

. این کاربردهای بالقوه هنوز به طور کامل اثبات نشده‌اند و نیازمند تحقیقات بیشتری هستند، اما به هر حال نشان می‌دهند که حس الکتریکی کوسه یک ابزار چندکاره و تطبیق‌پذیر است که به بقای آن‌ها در شرایط گوناگون کمک می‌کند.

برای مطالعه بیشتر در این زمینه وارد صفحه اطلاعات عمومی شوید

مروری بر یافته‌های علمی درباره حس الکتریکی کوسه‌ها

تاکنون پژوهش‌های متعددی توانایی الکتروگیرایی کوسه‌ماهی‌ها را تأیید و تبیین کرده‌اند. در این بخش به چند نمونه از تحقیقات شاخص در این زمینه اشاره می‌کنیم:

• کشف اولیه (قرن 17 و 20): وجود منافذ عجیب روی سر کوسه‌ها نخستین بار در سال ۱۶۷۹ میلادی توسط دانشمند ایتالیایی، استفانو لورنزینی، ثبت شد​

  . اما کاربرد این اندام‌ها تا مدت‌ها رازآلود باقی ماند. در میانه قرن بیستم، محققانی مانند دایکگراف و کالمیجن حدس زدند که این اندام‌ها می‌توانند گیرنده الکتریکی باشند​

  . سرانجام در دهه ۱۹۶۰ آزمایش‌های فیزیولوژیک نشان دادند آمپول‌های لورنزینی به تحریکات الکتریکی ضعیف واکنش نشان می‌دهند​

  . در سال ۱۹۶۶، کالمیجن در نامه‌ای علمی در مجله Nature گزارش کرد که کوسه‌ماهیان می‌توانند میدان‌هایی به ضعف ۰٫۱ میکروولت بر سانتی‌متر را حس کنند​

  . این آستانهٔ شگفت‌آور تأیید کرد که این منافذ، الکتروگیرنده‌هایی بسیار حساس‌اند و پایه‌ی حس ششم کوسه‌ها را تشکیل می‌دهند.

• شکار با حس الکتریکی (دهه 1970): در اوایل دهه ۱۹۷۰، آزمایش‌های رفتاری نقطه عطفی در درک کارکرد عملی این حس رقم زدند. آدرینوس کالمیجن (دانشمند هلندی) با مجموعه‌ای از آزمایش‌ها نشان داد که کوسه‌ها برای یافتن طعمهٔ پنهان از حس الکتریکی خود بهره می‌گیرند​

  . یکی از این آزمایش‌ها – که نتایج آن در Journal of Experimental Biology 1971 منتشر شد – نشان داد کوسه‌ها سیم‌پیچی که جریان الکتریکی ضعیف تولید می‌کرد را به یک ماهی پنهان بدون حرکت ترجیح می‌دادند، حتی وقتی قادر به بوییدن یا دیدن هیچ‌کدام نبودند​

  . این یافته برای اولین بار نقش حیاتی حس الکتریکی در شکار توسط کوسه‌ها را به صورت تجربی ثابت کرد.

• کوسه چکشی در برابر کوسه معمولی (۲۰۰۲): یکی از فرضیات معروف این بود که سر چکشی‌شکل کوسه‌های چکشی حس الکتریکی قوی‌تری به آنها می‌دهد. در سال ۲۰۰۲، پژوهشی توسط استیون کاجیورا و همکاران (منتشر شده در Journal of Experimental Biology) این فرضیه را آزمود. آن‌ها واکنش کوسه چکشی اسکنه‌ای را با کوسه ماسه‌ای به یک منبع الکتریکی مقایسه کردند و دریافتند که آستانه حساسیت هر دو تقریباً یکسان است (کمتر از ۱ نانوولت بر سانتی‌متر)​

  pubmed.ncbi.nlm.nih.gov

  . هرچند کوسه چکشی حسگرهای بیشتری دارد، اما این مطالعه نشان داد که توزیع گسترده‌تر آمپول‌ها به جای افزایش حساسیت، گستره جستجو و چابکی کوسه را بیشتر می‌کند​

  . بنابراین سر پهن کوسه چکشی یک تطابق تکاملی برای بهبود کارایی شکار است بدون آن‌که حس ششم جدیدی اضافه کرده باشد.

• پرهیز از شکارچی با حس الکتریکی (۲۰۱۳): کاربرد حس الکتریکی در گریختن از دست شکارچی نیز مورد توجه قرار گرفته است. در سال ۲۰۱۳، پژوهشی در استرالیا (چاپ شده در PLoS ONE) نشان داد که رویان‌های کوسه قادرند حضور شکارچیان را از طریق حس الکتریکی درک کنند​

  . در این مطالعه، تخم‌های کوسه بامبو در معرض میدان الکتریکی مشابه ضربان قلب یک شکارچی (مثلاً کوسه بزرگ) قرار گرفتند. نوارهای ویدیویی نشان داد که رویان‌های داخل تخم با احساس سیگنال شکارچی فوراً بی‌حرکت می‌شوند و حتی تنفس خود را متوقف می‌کنند​

  . این یافته نشان‌دهنده آن است که حس الکتریکی به محض شکل‌گیری، به بقای کوسه حتی پیش از تولد کمک می‌کند.

• جهت‌یابی مغناطیسی (۲۰۲۱): یکی از تازه‌ترین و مهم‌ترین یافته‌ها در این حوزه، در سال ۲۰۲۱ به دست آمد. تیمی از دانشمندان آمریکایی در مقاله‌ای در مجله Current Biology گزارش کردند که کوسه‌ها از حس الکتریکی خود برای جهت‌یابی طولانی‌مدت بهره می‌برند​

  . آن‌ها در آزمایشی (توضیح داده شده در بخش قبل) نشان دادند کوسه‌های جوان در مواجهه با تغییرات مصنوعی میدان مغناطیسی زمین، جهت‌گیری معناداری به سمت موقعیت اصلی خود نشان می‌دهند​theguardian.com

  . این نتیجه، نخستین شاهد مستقیم بر استفاده کوسه‌ها از میدان مغناطیسی زمین به عنوان یک «نقشه» یا «قطب‌نما» بود و تأییدی بر حدسیات پیشین در مورد نقش حس الکتریکی در مهاجرت کوسه‌ها به شمار می‌رود​

  .

هر یک از این پژوهش‌ها پرده‌ای از راز توانایی حیرت‌آور کوسه‌ها در حس میدان‌های نامرئی اطرافشان را کنار زده‌اند. با پیشرفت فناوری و به‌کارگیری ابزارهای دقیق‌تر، انتظار می‌رود در آینده نیز رازهای بیشتری درباره نحوه کارکرد دقیق این حس و کاربردهای آن در رفتار کوسه‌ماهیان کشف شود. آنچه تاکنون می‌دانیم این است که حس الکتریکی نقشی کلیدی در بقای کوسه‌ها طی میلیون‌ها سال تکاملشان ایفا کرده است و موجب شده این شکارچیان باستانی همچنان در صدر زنجیره غذایی اقیانوس‌ها به حیات خود ادامه دهند.