Як риби створюють електричні розряди
Увага: Через позицію правовласника щодо вмісту дане відео українською було видалене з Ютуб каналу "Цікава наука". Ви зможете знайти його на Толоці.
У 1800 році вчений-натураліст Александер фон Гумбольдт спостерігав, як косяк електричних вугрів вистрибнув з води, щоб захиститися від коней, яких заганяли у водойму.
Більшості людей ця історія здалася настільки дивною, що вони вирішили, ніби Гумбольдт все вигадав.
Але риби, що використовують електрику, більш поширені, ніж ви б могли подумати.
І, так, електричні вугри є видом риб.
Під водою, де світла дуже мало, електричні сигнали забезпечують комунікацію та навігацію, а також допомагають знайти, а в окремих випадках і оглушити здобич.
Приблизно у 350 видів риб є спеціалізовані анатомічні структури, які генерують і відчувають електричні сигнали.
Ці риби поділяються на дві групи в залежності від напруги розряду, який вони виробляють.
Вчені називають першу групу слабоелектричними рибами.
Структури поруч з їхніми хвостами, звані електричними органами, генерують розряд з напругою до одного вольта, а це менше, ніж у звичайних батарейок.
Як це працює.
Мозок риби посилає сигнал через нервову систему до електричного органа, який складається з сотень, або з тисяч зібраних в стовпчики дископодібних клітин, які називаються електричними пластинками, або електроцитами.
Як правило, еклектроцити відкачують через мембрани іони натрію і калію для підтримання додатного заряду ззовні й від’ємного заряду всередині.
Але, коли через нервову систему до електроцитів приходить сигнал, то він змушує іонні канали в мембранах відкритися.
Додатна заряджені іони течуть назад в середину.
Тепер один бік електроцита заряджається від’ємна ззовні й додатна всередині.
Але інший бік пластинки заряджається протилежно.
Ці змінні заряди будуть джерелом струму, перетворюючи електроцит у своєрідну електричну батарею.
Ключовою особливістю є те, що нервові сигнали узгоджені таким чином, щоб дійти до кожної клітини в один і той же час.
Через це стовпчики електроцитів діють як тисячі батарейок, з’єднаних послідовно.
Маленькі заряди кожної пластинки додаються, щоб створити електричне поле, яке можна відчути на відстані кількох метрів.
Електорецептори, що містяться в шкірі, дозволяють рибині постійно відчувати це поле, а також зміни в ньому, викликані навколишнім середовищем, або іншими рибами.
Гнатонем Петерса, або риба-слон, наприклад, має подовжену, схожу на хобот нижню губу, яка всіяна електрорецепторами.
Це дозволяє рибі-слону отримувати сигнали від інших риб, оцінювати відстань до прилеглих об'єктів, а також їхню форму і розміри, і навіть визначати живою чи мертвою є занурена у воду комаха.
Але риба-слон і інші види слабоелектричних риб не виробляють достатньо енергії для того, щоб атакувати жертву.
Цією здатністю володіють сильноелектричні риби, яких існує лише кілька видів.
Найпотужніша сильноелектрична риба — це електрична риба-ніж, більш відома як електричний вугор.
Три електричні органи вкривають майже все його двометрове тіло і становлять третину його маси.
Як і слабоелектричні риби, електричний вугор використовує сигнали для навігації й комунікації.
Але найсильніші електричні розряди він приберігає для полювання, використовуючи атаку, поділену на дві фази — вистежити й паралізувати здобич.
Спочатку вугор створює два або три сильних імпульси, що характеризуються напругою до 600 вольтів.
Ці імпульси викликають спазми м’язів жертви, які в свою чергу генерують хвилі, що видають місце укриття здобичі.
Відразу ж після цього залп швидких високовольтних розрядів викликає іще інтенсивніші м’язові скорочення.
Електричний вугор до того ж може згорнутись так, що електричні поля, які генеруються на кінцях електричного органу, перекриватимуться.
Електричний шторм зрештою виснажує і паралізує здобич, і вугор може живцем проковтнути свій обід.
Два інших види сильноелектричних риб — це електричний сом, який може згенерувати 350 вольтів за допомогою електричного органа, який займає більшу частина його тіла, і електричний скат з нирковидними електричними органами по обидва боки його голови, які виробляють напругу до 220 вольтів.
Однак, у світі електричних риб існує одна таємниця.
Чому вони не приголомшують струму себе?
Можливо, сильноелектричні риби витримують власні розряди завдяки розміру тіла, або ж вплив на їхні тіла є короткотривалим.
Деякі вчені вважають, що спеціальні білки можуть ніби екранувати електричні органи.
Але насправді цю таємницю науці поки не вдалося розкрити.
