Comportement alimentaire et décharge électrique associée chez Torpedo marmorata (selachii, pisces)

Summary

• 1. The prey capture behaviour and the associated electric organ discharge of Torpedo marmorata were analysed. A method was developed to provoke this kind of behaviour with natural food (living fish) or with a lure (wooden stick).

• 2. Two phases are distinguishable in the prey capture behaviour: those of capture, and those of ingestion. The second phase is always preceeded by the stereotyped first phase. The phase of capture (Fig. 1) lasts approximately 0,5 sec: the Torpedo which is buried in the sand, rises suddenly using its pectoral fins, then falls forwards and “lands”. The phase of ingestion lasts much longer — from 7 to 24 sec. Aided by movements of the pectoral fins and the tail the fish snaps at the prey and swallows it rapidly.

• 3. The electric discharge of the feeding Torpedo shows a long succession of brief impulses at variable frequency. The discharge associated with the attack on the prey (Fig. 3) starts approximately 80 ms. after the beginning of the first movement of Torpedo. The discharge ceases either after ingestion, or after the escape of the prey if it frees itself from underneath the Torpedo, or after the “landing” of Torpedo if the prey escaped. Both the duration of the electric discharge and the number of impulses are different in each case; the former varies from 0,1 to 24 sec while the latter varies between 20 and 300 impulses. Before “landing” the frequency of the discharge is high and stable (140–290 Hz); after “landingrd the discharge becomes unstable and its frequency decreases (to less than 10 Hz after 3 sec). The discharge characteristics of the feeding Torpedo are therefore quite different from the so-called “reflex-discharge” induced by touching or pinching the fish.

• 4. The effects of the electric discharge may immobilise the prey (fish b and c in Fig. 2) or provoke a flight reaction (fish a in Fig. 2) without previous contact between the Torpedo and the prey. The maximum efficient distance is 15 cm. The discharge may be fatal even for an escaped prey. The immobilisation of the moving prey by the discharge allows the Torpedo which can swim only slowly to snap up the prey.

• 5. An attack is launched only if the prey or lure is moving (or moved) rapidly near to Torpedo. Vision is not involved in launching the attack. The most probable receptors involved in prey capture behaviour are mechanical ones.

• 6. The discharge is not involved in the detection of the prey as it starts only after the attack has been launched.

• 7. Evolutionary convergence of the prey capture behaviour of Torpedo, Malapterurus and Astroscopus is discussed.

Résumé

• 1. Le comportement alimentaire et la décharge électrique associée ont été enregistrés et analysés chez Torpedo marmorata. Une méthode a été mise au point pour obtenir ce comportement avec des proies vivantes (poissons) ou des leurres (baguettes de bois).

• 2. Le comportement alimentaire comprend une phase d'emprisonnement suivie d'une phase d'ingestion qui n'a lieu que si la proie a été emprisonnée. La phase d'emprisonnement (fig. 1) dure 0,5 sec: la Torpille ensablée se soulève sur ses pectorales, puis tombe vers l'avant et atterrit. La phase d'ingestion est de durée variable (7 à 24 sec): des mouvements du disque et de la queue permettent de happer la proie dans la bouche; la proie est ensuite avalée.

• 3. Les décharges électriques de la Torpille sont constituées d'une succession d'impulsions brèves émises à cadence variable. La décharge alimentaire (fig. 3) débute 80 msec après le début de l'attaque; elle cesse — a) après l'ingestion de la proie — b) après sa fuite de sous le disque — c) après l'atterrissage si la proie n'a pas été emprisonnée. La durée de la décharge et le nombre d'impulsions sont variables: 0,1 à 24 sec et 20 à 300 impulsions. La décharge est de fréquence stable et élevée (140–290 Hz) jusqu'à l'atterrissage; puis la fréquence devient instable et décroît (inférieure à 10 Hz apràs 3 sec d'émission). Ces caractéristiques opposent la déharge alimentaire à la brève ≪décharge réflexe≫ produite lorsque la Torpille est touchée.

• 4. Effets de la décharge sur la proie: selon les cas il y a immobilisation à distance (poissons b et c, fig. 2) ou réaction de fuite (poisson a, fig. 2). L'immobilisation peut être éventuellement suivie de blessures mortelles. La décharge est efficace jusqu'à 15 cm. En immobilisant la proie, la décharge facilite son emprisonnement.

• 5. L'attaque est déclenchée lorsque la proie ou le leurre se déplace rapidement à proximité de la Torpille. La vision n'intervient pas dans le déclenchement de l'attaque. Le stimulus déclenchant pourrait être de nature mécanique.

• 6. La décharge n'est pas utilisée pour localiser la proie, car elle commence après le début de l'attaque.

• 7. La comparaison des comportements alimentaires et des décharges montre une convergence évolutive chez Torpedo, Malapterurus, Astroscopus.