Influence of geomagnetism and salinity on the directional choice of eels

Kurzfassung

25 Blankaale vonAnguilla anguilla undA. rostrata wurden in Süß- und Meerwasser sowie unter veränderten Bedingungen des erdmagnetischen Feldes hinsichtlich ihrer Richtungseinstellung untersucht. Hierzu dienten ein Rundbecken, ein Helmholtz-Spulen-Paar sowie eine photographische Registriereinrichtung. Die Aale bewegten sich in der Versuchsanlage wenig. Sie bevorzugten im Seewasser und unter natürlichen Magnetfeldbedingungen, ähnlich wie bei früheren Untersuchungen, eine nördliche oder südliche Richtungseinstellung. Kompensierung der Nordkomponente (0°) des Erdfeldes rief im Meerwasser bei Aalen aller drei Herkunftsorte (Elbe, Hamburg und Brunsbüttel, Küste von Rhode Island, USA) eine Bevorzugung östlicher Richtungen hervor. Umkehrung der magnetischen Nordkomponente auf geographisch Süd verursachte keine Veränderung gegenüber dem Verhalten im natürlichen Feld. In allen neun Tests unter verschiedenen Magnetfeldbedingungen im Süßwasser (beide Arten im natürlichen Erdfeld, bei kompensierter Nordkomponente und bei auf geographisch Süd verlagerter Nordkomponente) lag die bevorzugte Richtung zwischen 93° und 184° (SO). In vier dieser Fälle stellten sich die Aale auch in entgegengesetzter Richtung ein. Es wird diskutiert, wodurch Unterschiede in der Richtungseinstellung zwischen Feld- und Laborversuchen zustande kommen konnten und wie weit magnetische oder elektrische Reize die Richtungswahl bedingen. Ein ökologisches Beispiel aus dem Gebiet der Elbmündung macht die vermutlich kombinierte Wirkung von Erdmagnetismus und Salzgehalt auf die Aalorientierung offenbar: das in Feldversuchen ermittelte Schwimmen in nördlicher Richtung wird erst beim Eintritt der Aale in Meerwasser geringer Salinität aktiviert.

Summary

1. A modified arrangement has been used for the photographic recording of the directional choice of silver eels (Anguilla anguilla andA. rostrata) in a circular tank and under the magnetic action of a Helmholtz coil.

2. The movement of the eels in the experimental tank was very restricted as obvious by photographs taken every 6 seconds.

3. Nine male specimens from the Elbe River near Hamburg, 11 male specimens from the Elbe estuary and 3 to 5 female specimes from Rhode Island (USA) were examined for 17 to 22 hours, either in sea water or in fresh water, and yielded 225 to 946 photographs for each examination.

4. In sea water, eels of all three samples changed their preferred direction from north or south to east, when the normal horizontal north (X) component of the geomagnetic field was compensated to zero. The east component (Y) remained (<−0.01 Gauss) during all observations. In fresh water, eels also preferred more easterly directions in the compensated field, but to a lesser degree.

5. Reversal of the horizontal North component (X) of the magnetic earth field to the South caused no consistent change in eels examined in sea water compared with the controls. In fresh water a slight but consistent deviation to the right was observed.

6. Sea water and fresh water controls includingA. rostrata showed a significant directional difference; sea water specimens chose North or South; fresh water specimens selected East to Southeast.

7. Perhaps because of the very small sample ofA. rostrata, differences in this species and compared withA. anguilla were mostly not significant. But in all cases the same tendencies as in the European eels have been observed.

8. The question of whether selection of swimming course is affected by the earth magnetic field itself or by magnetohydrodynamically produced electricity is discussed. Mechanisms of orientation under the influence of geomagnetism seem to be different from those observed in birds.

9. An ecological example from the Elbe estuary is given which demonstrates the combined action of geomagnetism and salinity on migratory orientation of silver eels. It is evident that the salinity necessary to release northward swimming is comparatively low; this was also obvious from the results of earlier laboratory investigations (Tesch &Lelek 1973b).