Vorbind despre posibilitatea utilizării de către pești camp magnetic Pământ în scopuri de navigație, este firesc să ne întrebăm dacă pot percepe acest câmp.
În principiu, atât sistemele specializate, cât și cele nespecializate pot răspunde la câmpul magnetic al Pământului. În prezent, nu s-a dovedit că peștii au receptori specializați sensibili la acest domeniu.
Cum percep sistemele nespecializate câmpul magnetic al Pământului? Cu mai bine de 40 de ani în urmă, s-a sugerat că baza unor astfel de mecanisme ar putea fi curenții de inducție care apar în corpul peștilor atunci când se mișcă în câmpul magnetic al Pământului. Unii cercetători credeau că peștii folosesc energie electrică în timpul migrației. curenți induși, apărută ca urmare a mișcării (curgerii) apei în câmpul magnetic al Pământului. Alții credeau că unii pești de adâncime folosesc curenți inductivi care apar în corpul lor atunci când se mișcă.
Se calculează că la o viteză de mișcare a peștilor de 1 cm pe secundă la 1 cm de lungime a corpului, se stabilește o diferență de potențial de aproximativ 0,2-0,5 μV. Mulți pești electrici, care au electroreceptori speciali, percep intensități ale câmpului electric de o magnitudine și mai mică (0,1-0,01 μV la 1 cm). Astfel, în principiu, ele pot fi orientate către câmpul magnetic al Pământului în timpul mișcării active sau al derivării pasive (derivare) în fluxurile de apă.
Analizând graficul sensibilității pragului gimnarhului, omul de știință sovietic A. R. Sakayan a concluzionat că acest pește simte cantitatea de electricitate care curge în corpul său și a sugerat că peștii slab electrici sunt capabili să determine direcția traseului lor de-a lungul câmpului magnetic al Pământului. .
Sakayan vede peștele ca pe un circuit electric închis. Când un pește se mișcă în câmpul magnetic al Pământului, un curent electric trece prin corpul său ca urmare a inducției în direcția verticală. Cantitatea de electricitate din corpul unui pește atunci când se mișcă depinde doar de poziție relativăîn spațiu, direcția traseului și linia componentei orizontale a câmpului magnetic al Pământului. Prin urmare, dacă un pește răspunde la cantitatea de electricitate care curge prin corpul său, își poate determina calea și direcția în câmpul magnetic al Pământului.
Astfel, deși problema mecanismului de electro-navigație al peștilor slab electrici nu a fost încă pe deplin clarificată, posibilitatea fundamentală a utilizării lor a curenților de inducție este dincolo de orice îndoială.
Marea majoritate a peștilor electrici sunt forme „sedentare”, nemigrante. La speciile migratoare de pești neelectrici (codul, hering etc.), nu s-au găsit receptori electrici și sensibilitate mare la câmpurile electrice: de obicei nu depășește 10 mV pe 1 cm, ceea ce este de 20.000 de ori mai mic decât intensitatea electrică. câmpuri cauzate de inducție. Excepție fac peștii neelectrici (rechini, raze etc.), care au electroreceptori speciali. Când se deplasează cu o viteză de 1 m/s, ei pot percepe indusul câmp electric intensitate de 0,2 μV pe 1 cm.Peștii electrici sunt de aproximativ 10.000 de ori mai sensibili decât peștii neelectrici la câmpurile electrice. Acest lucru sugerează că speciile de pești neelectrice nu pot naviga în câmpul magnetic al Pământului folosind curenți de inducție. Să ne oprim asupra posibilității ca peștii să folosească câmpuri bioelectrice în timpul migrației.
Aproape toți peștii tipic migratori sunt specii de școlar (hering, cod etc.). Singura excepție este anghila, dar la intrarea în stare de migrație suferă o metamorfoză complexă, care poate afecta câmpurile electrice generate.
În perioada de migrație, peștii formează școli dense, organizate, care se deplasează într-o anumită direcție. Bancile mici ale acestor pești nu pot determina direcția migrației.
De ce migrează peștii în școli? Unii cercetători explică acest lucru prin faptul că, conform legilor hidrodinamicii, deplasarea peștilor în școli cu o anumită configurație este facilitată. Cu toate acestea, există o altă latură a acestui fenomen. După cum am menționat deja, în școli entuziasmate de pești bio câmpuri electrice indivizii individuali sunt rezumați. În funcție de numărul de pești, de gradul de excitare a acestora și de sincronicitatea radiației, câmpul electric total poate depăși semnificativ dimensiunile volumetrice ale școlii în sine. În astfel de cazuri, tensiunea pe pește poate atinge o astfel de valoare încât să poată percepe câmpul electric al școlii chiar și în absența electroreceptorilor. În consecință, peștii pot folosi câmpul electric al școlii în scopuri de navigație datorită interacțiunii sale cu câmpul magnetic al Pământului.
Cum navighează în ocean peștii migranți fără școală, cum ar fi anghilele și somonul din Pacific, care fac migrații lungi? Anghila europeană, de exemplu, devenind matură sexual, se deplasează din râuri în Marea Baltică, apoi în Marea Nordului, intră în Curentul Golfului, se deplasează împotriva curentului în ea, traversează Oceanul Atlantic și ajunge în Marea Sargasilor, unde se reproduce la adâncimi mari. În consecință, anghila nu poate naviga nici de Soare, nici de stele (păsările le folosesc pentru a naviga în timpul migrațiilor). În mod firesc, se presupune că, deoarece anghila parcurge cea mai mare parte a călătoriei în timp ce se află în Gulf Stream, folosește curentul pentru orientare.
Să încercăm să ne imaginăm cum se orientează o anghilă în interiorul unui strat de apă în mișcare de mai mulți kilometri (orientarea chimică este exclusă în acest caz). În coloana de apă, ale cărei toate fluxurile se deplasează în paralel (astfel de fluxuri se numesc laminare), anghila se mișcă în aceeași direcție cu apa. În aceste condiții, linia sa laterală - un organ care îi permite să perceapă fluxurile locale de apă și câmpurile de presiune - nu poate funcționa. În același mod, atunci când plutește de-a lungul unui râu, o persoană nu simte curgerea acestuia dacă nu se uită la țărm.
Poate că curentul marin nu joacă niciun rol în mecanismul de orientare al anghilei și rutele sale de migrație coincid în mod coincident cu Curentul Golfului? Dacă da, atunci ce semnale de mediu folosește anghila și ce o ghidează atunci când este orientată?
Rămâne de presupus că anghila și somonul din Pacific folosesc câmpul magnetic al Pământului în mecanismul lor de orientare. Cu toate acestea, la pești nu s-au găsit sisteme specializate pentru percepția sa. Dar în cursul experimentelor pentru a determina sensibilitatea peștilor la câmpurile magnetice, s-a dovedit că atât anghilele, cât și somonul din Pacific au o sensibilitate excepțional de mare la curenții electrici din apa direcționată perpendicular pe axa corpului lor. Astfel, sensibilitatea somonului din Pacific la densitatea curentului este de 0,15 * 10 -2 μA pe 1 cm 2, iar sensibilitatea anghilelor este de 0,167 * 10 -2 pe 1 cm 2.
S-a exprimat ideea că anghilele și somonul din Pacific folosesc curenți geoelectrici creați în apa oceanului de curenți. Apa este un conductor care se deplasează în câmpul magnetic al Pământului. Forța electromotoare care rezultă din inducție este direct proporțională cu puterea câmpului magnetic al Pământului într-un punct dat al oceanului și cu o anumită viteză a curentului.
Un grup de oameni de știință americani a efectuat măsurători și calcule instrumentale ale mărimii curenților geoelectrici emergenti de-a lungul traseului anghilei. S-a dovedit că densitățile curenților geoelectrici sunt de 0,0175 μA pe 1 cm 2, adică de aproape 10 ori mai mari decât sensibilitatea peștilor migratori la aceștia. Experimentele ulterioare au confirmat că anghilele și somonul din Pacific sunt selective față de curenți cu densități similare. A devenit evident că anghila și somonul din Pacific pot folosi câmpul magnetic al Pământului și curenții marini pentru orientarea lor în timpul migrațiilor în ocean datorită percepției curenților geoelectrici.
Omul de știință sovietic A.T. Mironov a sugerat că atunci când orientează peștii, aceștia folosesc curenți teluric, pe care i-a descoperit pentru prima dată în 1934. Mironov explică mecanismul de apariție a acestor curenți prin procese geofizice. Academicianul V.V. Shuleikin îi pune în legătură câmpuri electromagnetice in spatiu.
În prezent, munca angajaților Institutului de Magnetism Terestre și Propagare a Undelor Radio din Ionosfera Academiei de Științe a URSS a stabilit că componenta constantă a câmpurilor generate de curenții teluric nu depășește o putere de 1 µV la 1 m.
Omul de știință sovietic I. I. Rokityansky a sugerat că, deoarece câmpurile telurice sunt câmpuri inductive cu amplitudini, perioade și direcții diferite ale vectorilor, peștii tind să meargă în locuri în care magnitudinea curenților teluric este mai mică. Dacă această ipoteză este corectă, atunci în perioada furtunilor magnetice, când intensitatea câmpurilor telurice atinge zeci - sute de microvolți pe metru, peștii ar trebui să se îndepărteze de țărmuri și din locurile puțin adânci și, în consecință, de la zonele de pescuit la adâncime. -zonele maritime, unde amploarea câmpurilor telurice este mai mică. Studierea relației dintre comportamentul peștilor și activitatea magnetică va face posibilă dezvoltarea unor metode de predicție a agregărilor lor piscicole în anumite zone. Angajații Institutului de Magnetism Terestre și Propagare a Undelor Radio în Ionosferă și ai Institutului de Morfologie Evolutivă și Ecologie Animală al Academiei de Științe a URSS au efectuat lucrări în care, atunci când au comparat capturile de hering norvegian cu furtuni magnetice a fost identificată o corelație certă. Cu toate acestea, toate acestea necesită o verificare experimentală.
După cum am menționat mai sus, peștii au șase sisteme de semnalizare. Dar nu folosesc ei un alt sens care nu este încă cunoscut?
În SUA în ziarul „Electronics News” pentru 1965 și 1966. a fost publicat un mesaj despre descoperirea de către W. Minto a unor semnale speciale „hidronice” de natură nouă, folosite de pești pentru comunicare și localizare; Mai mult, la unii pești au fost înregistrate la mare distanță (la macrou până la 914 m). S-a subliniat că radiația „hidronică” nu poate fi explicată prin câmpuri electrice, unde radio, semnale sonore sau alte fenomene cunoscute anterior: undele hidronice se propagă numai în apă, frecvența lor variază de la fracțiuni de hertz la zeci de megaherți.
S-a raportat că semnalele au fost descoperite prin studierea sunetelor făcute de pești. Printre acestea sunt modulate în frecvență, utilizate pentru localizare și modulate în amplitudine, emise de majoritatea peștilor și destinate comunicării. Primul seamănă cu un fluier scurt, sau „cirip”, în timp ce al doilea seamănă cu un „cirip”.
W. Minto și J. Hudson au raportat că radiația hidronică este caracteristică aproape tuturor speciilor, dar această abilitate este dezvoltată mai ales la prădători, peștii cu ochi subdezvoltați și la cei care vânează noaptea. Peștii emit semnale de orientare (semnale de localizare) într-un mediu nou sau când explorează obiecte necunoscute. Semnalele de comunicare sunt observate la un grup de indivizi după întoarcerea peștilor care au fost într-un mediu necunoscut.
Ce i-a determinat pe Minto și Hudson să considere semnalele „hidronice” ca fiind o manifestare a unui fenomen necunoscut anterior? fenomen fizic? Potrivit acestora, aceste semnale nu sunt acustice deoarece pot fi percepute direct de electrozi. În același timp, semnalele „hidronice” nu pot fi clasificate ca oscilații electromagnetice, potrivit lui Minto și Hudson, deoarece, spre deosebire de cele electrice obișnuite, ele constau din impulsuri care nu sunt constante și durează câteva milisecunde.
Cu toate acestea, este dificil să fiți de acord cu astfel de opinii. La peștii electrici și neelectrici, semnalele sunt foarte diverse ca formă, amplitudine, frecvență și durată și, prin urmare, aceleași proprietăți ale semnalelor „hidronice” nu indică natura lor specială.
Ultima caracteristică „neobișnuită” a semnalelor „hidronice” - propagarea lor pe o distanță de 1000 m - poate fi explicată și pe baza unor principii binecunoscute ale fizicii. Minto și Hudson nu au efectuat experimente de laborator pe un singur individ (datele din astfel de experimente indică faptul că semnalele peștilor individuali neelectrici călătoresc pe distanțe scurte). Ei au înregistrat semnale de la școli și școli de pești în condiții marine. Dar, după cum sa menționat deja, în astfel de condiții se poate rezuma intensitatea câmpurilor bioelectrice ale peștilor, iar câmpul electric unic al școlii poate fi detectat la o distanță considerabilă.
Pe baza celor de mai sus, putem concluziona că în lucrările lui Minto și Hudson este necesar să se facă distincția între două laturi: cea de fapt, din care rezultă că speciile de pești neelectrici sunt capabile să genereze semnale electrice, și cea „teoretică”. ” - o afirmație nedovedită că aceste deversări au o natură specială, așa-numită hidronică.
În 1968, omul de știință sovietic G. A. Ostroumov, fără a intra în mecanismele biologice de generare și recepție a semnalelor electromagnetice de către animalele marine, ci pe baza principiilor fundamentale ale fizicii, a făcut calcule teoretice care l-au condus la concluzia că Minto și adepții săi au fost greșit în atribuirea naturii fizice speciale a semnalelor „hidronice”. În esență, acestea sunt procese electromagnetice obișnuite.
<<< Назад
|
Înainte >>> |
În mările calde și tropicale, în râurile noroioase ale Africii și America de Sud Există câteva zeci de specii de pești care sunt capabile să emită ocazional sau constant descărcări electrice de diferite puteri. la a lui soc electric acești pești nu le folosesc doar pentru apărare și atac, ci și semnalează reciproc și detectează obstacolele în avans (electrolocare). Organele electrice se găsesc numai în pești. Aceste organe nu au fost încă descoperite la alte animale.
Peștii electrici există pe Pământ de milioane de ani. Rămășițele lor au fost găsite în straturi foarte vechi ale scoarței terestre - în depozitele siluriene și devoniene. Pe vasele grecești antice există imagini cu torpila electrică cu raie de mare. În scrierile vechilor scriitori naturaliști greci și romani există multe referiri la puterea minunată, de neînțeles, cu care este înzestrată torpila. Doctori Roma antică Ei au păstrat aceste raze în acvariile lor mari. Au încercat să folosească torpile pentru a trata boli: pacienții au fost forțați să atingă raia, iar pacienții păreau să-și revină după șocuri electrice. Chiar și în zilele noastre pe coastă Marea Mediteranași pe coasta atlantică a Peninsulei Iberice, bătrânii rătăcesc uneori desculți în ape puțin adânci, sperând să se vindece de reumatism sau gută prin electricitatea unei torpile.
Planșa de bord cu rampă electrică.
Conturul corpului torpilei seamănă cu o chitară cu o lungime de 30 cm până la 1,5 m și chiar până la 2 m. Pielea sa capătă o culoare asemănătoare cu mediu inconjurator(vezi articolul „Colorarea și imitarea la animale”). Diferite tipuri de torpile trăiesc în apele de coastă ale Mării Mediterane și Roșii, India și Oceanele Pacifice, în largul coastei Angliei. În unele golfuri din Portugalia și Italia, torpilele roiesc literalmente pe fundul nisipos.
Descărcările electrice ale torpilei sunt foarte puternice. Dacă această rază este prinsă într-o plasă de pescuit, curentul ei poate trece prin firele umede ale plasei și poate lovi pescarul. Descărcările electrice protejează torpila de prădători - rechini și caracatițe - și o ajută să vâneze pești mici, pe care aceste descărcări îi paralizează sau chiar ucid. Electricitatea dintr-un tablou de bord este generată în organe speciale, un fel de „baterii electrice”. Sunt situate între cap și aripioare pectorale și constau din sute de coloane hexagonale de substanță gelatinoasă. Coloanele sunt separate unele de altele prin pereți despărțitori, de care nervii se apropie. Vârfurile și bazele coloanelor sunt în contact cu pielea spatelui și a burții. Nervii care se conectează la organele electrice au aproximativ jumătate de milion de terminații în interiorul „bateriilor”.
Raza discopyge este ocelată.
În câteva zeci de secunde, torpila emite sute și mii de descărcări scurte, curgând din burtă spre spate. tensiune U tipuri diferite razele variază de la 80 la 300 V cu o putere curentă de 7-8 A. Mai multe specii de raze spinoase trăiesc în mările noastre, printre care stingray de la Marea Neagră - vulpea de mare. Efectul organelor electrice ale acestor raze este mult mai slab decât cel al torpilei. Se poate presupune că organele electrice servesc pentru a comunica între ele, ca un „telegraf fără fir”.
În partea de est a apelor tropicale din Pacific trăiește raza discopyge ocelată. Ocupă un fel de poziție intermediară între o torpilă și pante înțepătoare. Raza se hrănește cu mici crustacee și le obține cu ușurință fără a folosi curent electric. Descărcările sale electrice nu pot ucide pe nimeni și probabil servesc doar la alungarea prădătorilor.
Raza vulpea de mare.
Nu sunt doar razele care au organe electrice. Corpul somnului de râu african Malapterurus este învelit, ca o haină de blană, într-un strat gelatinos în care se formează un curent electric. Organele electrice reprezintă aproximativ un sfert din greutatea întregului somn. Tensiunea sa de descărcare ajunge la 360 V, este periculoasă chiar și pentru oameni și, desigur, fatală pentru pești.
Oamenii de știință au descoperit că peștele african de apă dulce Gymnarhus emite continuu semnale electrice slabe, dar frecvente de-a lungul vieții sale. Cu ei, gymnarhus pare să sondeze spațiul din jurul său. Înoată cu încredere apă murdară printre alge și pietre, fără a-ți atinge corpul cu niciun obstacol. Aceeași abilitate este înzestrată cu mormyrusul de pește african și rudele anghilei electrice - gymnota sud-americană.
Astrolog.
În oceanele Indian, Pacific și Atlantic, în Marea Mediterană și Neagră trăiesc pești mici, de până la 25 cm, rareori până la 30 cm lungime - observatorii de stele. De obicei, se află pe fundul de coastă, așteaptă la pândă pentru prada care înoată de sus. Prin urmare, ochii lor sunt localizați în partea superioară a capului și privesc în sus. De aici provine numele acestor pești. Unele specii de observatori de stele au organe electrice care sunt situate pe coroana capului și probabil servesc pentru semnalizare, deși efectul lor este vizibil și pentru pescari. Cu toate acestea, pescarii prind cu ușurință mulți observatori de stele.
Anghila electrică trăiește în râurile tropicale din America de Sud. Acesta este un pește asemănător șarpelui gri-albastru de până la 3 m. Capul și partea toraco-abdominală reprezintă doar 1/5 din corpul său. De-a lungul celor 4/5 rămase din corp, organele electrice complexe sunt situate pe ambele părți. Sunt formate din 6-7 mii de farfurii, separate una de alta printr-o coajă subțire și izolate printr-o căptușeală de substanță gelatinoasă.
Plăcile formează un fel de baterie, a cărei descărcare este direcționată de la coadă la cap. Tensiunea generată de anghilă este suficientă pentru a ucide un pește sau o broască în apă. Oamenii care înoată în râu suferă și ei de anghilă: organul electric al anghilei dezvoltă o tensiune de câteva sute de volți.
Anghila produce o tensiune deosebit de ridicată atunci când se arcuiește, astfel încât prada să fie între coadă și cap: se creează un inel electric închis. Descărcarea electrică a anghilei atrage alte anghile din apropiere.
Această proprietate poate fi folosită. Prin descărcarea oricărei surse de electricitate în apă, este posibil să atrageți o turmă întreagă de anghile; trebuie doar să selectați tensiunea și frecvența corespunzătoare a descărcărilor. Carnea de anghilă electrică este consumată în America de Sud. Dar să-l prinzi este periculos. Una dintre metodele de pescuit este concepută pentru a se asigura că o anghilă care și-a descărcat bateria devine în siguranță pentru o lungă perioadă de timp. Prin urmare, pescarii fac asta: conduc o turmă de vaci în râu, anghilele îi atacă și își consumă energia electrică. După ce au alungat vacile din râu, pescarii au lovit anghiile cu sulițele.
Se estimează că 10 mii de anghile ar putea furniza energie pentru a deplasa un tren electric în câteva minute. Dar după aceasta, trenul ar trebui să stea câteva zile până când anghiile își vor restabili alimentarea cu energie electrică.
Cercetările oamenilor de știință sovietici au arătat că mulți dintre peștii obișnuiți, așa-numiții neelectrici, care nu au organe electrice speciale, sunt încă capabili să creeze descărcări electrice slabe în apă într-o stare de excitare.
Aceste descărcări formează câmpuri bioelectrice caracteristice în jurul corpului peștelui. S-a stabilit că peștii precum bibanul de râu, știuca, gudgeon, loach, carasul, rudd, croaker etc. au câmpuri electrice slabe.
Mulți cititori ai site-ului despre animale știu că există pești care au capacitatea de a da șocuri electrice (la propriu), dar nu toată lumea știe cum se face acest lucru. Ne propunem să luăm în considerare doi dintre cei mai cunoscuți reprezentanți marini care produc curent: raia electrică și anghila electrică. O sa inveti:
- este curentul acestor pești electrici periculos pentru oameni;
- modul în care sunt structurate organele care produc electricitate în raze și anghile;
- cum vânează și prind prada razele și anghilele;
- cum peștii vii sunt asociați cu sărbătoarea de Anul Nou.
Stingray electric - baterie vie
Razele electrice sunt în mare parte mici - de la 50 la 60 cm, dar există unii indivizi care ating o lungime de 2 m. Reprezentanții mici ai acestor pești creează o ușoară sarcină electrică, iar la rândul lor razele mari efectuează descărcări de 300 de volți. Organele unui individ care produc curent alcătuiesc 1/6 din corp și sunt foarte dezvoltate. Sunt situate pe ambele părți - ocupă spațiul dintre aripioarele pieptului și cap și pot fi privite din părțile dorsale și abdominale.
Organele interne ale peștilor care produc energie electrică au următoarea structură. Un anumit număr de coloane care alcătuiesc plăcile electrice și partea inferioară a plăcii, la fel ca întregul organ, poartă o sarcină negativă, iar partea superioară este încărcată pozitiv.
Când vânează, raia lovește prada înfășurându-și aripioarele în jurul ei, unde se află organele care produc electricitate. În timpul acestui proces, se aplică o sarcină electrică și prada este electrocută până la moarte. Stingray este asemănător cu baterie . Dacă folosește întreaga încărcare, atunci va avea nevoie de încă câteva pentru a „încărca” din nou.
O rampă fără taxă este sigură, totuși, dacă are încărcare, atunci o persoană poate fi grav rănită de o descărcare electrică puternică. Incidente cu fatal nu este detectat, deși cel care a atins raia poate prezenta o scădere a tensiunii arteriale și tulburări ritm cardiac, și pot apărea și spasme, iar în zona afectată apare umflarea țesuturilor locale. Raza este inactivă și trăiește în principal pe fund, așa că pentru a nu o întâlni în mediul acvatic, trebuie să fiți atenți când vă aflați în apă puțin adâncă.
În epoca romană antică, dimpotrivă, descărcările electrice erau (și sunt acum recunoscute în medicină) ca vindecatoare. Se credea că șocul electric ar putea ameliora durerile de cap și ameliorarea gutei. Chiar și astăzi, pe țărmurile Mediteranei, persoanele în vârstă merg în mod deliberat desculți în ape puțin adânci pentru a ameliora reumatismul și guta cu șocuri electrice.
O anghilă electrică a aprins luminile bradului de Crăciun.
Și acum nota, deși despre pește, se referă la o astfel de vacanță ca Anul Nou! S-ar părea cât de viu pești și Brad de Crăciun? Așa. Citește mai departe.
Majoritatea reprezentanților grupului de anghilă electrică au o lungime de la 1 la 1,5 m, dar există specii care ajung la trei metri. La astfel de persoane, forța de impact ajunge la 650 de volți. Persoanele electrocutate în apă își pot pierde cunoștința și se pot îneca. Anghila electrică este unul dintre cei mai periculoși reprezentanți ai râului Amazon. Anghila iese aproximativ o dată la 2 minute pentru a-și umple plămânii cu aer. Este foarte agresiv. Daca te apropii de o anghila la o distanta mai mica de trei metri, aceasta prefera sa nu se acopere, ci sa atace imediat. În consecință, oamenii care au văzut o anghilă îndeaproape ar trebui să înoate rapid cât mai departe posibil.
Organele anghilei responsabile de curent au o structură asemănătoare cu organele stingrayului., dar au o locație diferită. Ei reprezintă doi muguri alungiți care au aspect alungit și alcătuiesc 4/5 din corpul anghilei în ansamblu și au o masă care ocupă aproape 1/3 din greutatea corpului. Partea din față a anghilei poartă o sarcină pozitivă, iar cea din spate, în consecință, una negativă. Pe măsură ce anghilele îmbătrânesc, vederea lor scade; din această cauză își lovesc prada emițând șocuri electrice slabe. Anghila nu atacă prada, are destule încărcare puternică astfel încât toți peștii mici să moară din cauza șocului electric. Anghila se apropie de prada sa cand este deja moarta, o apuca de cap si apoi o inghite.
Anghilele pot fi văzute adesea într-un acvariu, deoarece se obișnuiesc relativ repede cu condițiile artificiale. Desigur, păstrarea unui astfel de pește acasă este mai dificilă decât reproducerea tritonilor. Pentru a-și demonstra capacitățile, o lampă este atașată la rezervor și firele sunt coborâte în apă. Lumina se aprinde în timpul hrănirii. În Japonia, în 2010, a fost efectuat un experiment: un brad de Crăciun a fost aprins folosind un curent provenit de la o anghilă, care se afla într-un recipient special și a emis curent. Chiar și anghila și curentul său electric pot fi utile dacă îndreptați abilitățile naturale unice ale acestui pește în direcția corectă.
Pește electric. Oamenii sunt încă în cele mai vechi timpuri Am observat că unii pești au un mod special de a-și obține hrana. Și abia recent, după standardele istorice, a devenit clar cum fac acest lucru. Se pare că există pești care creează o descărcare electrică. Această descărcare paralizează sau ucide alți pești și chiar animale foarte mici.
Un astfel de pește înoată, înoată fără să se grăbească nicăieri. De îndată ce un alt pește este aproape de el, se creează o descărcare electrică. Gata, prânzul este gata. Puteți înota în sus și înghiți pești paralizați sau electrocuți.
Cum reușesc peștii să creeze asta? impuls electric? Faptul este că în corpul unui astfel de pește există baterii reale. Numărul și dimensiunea lor variază între pești, dar principiul de funcționare este același. Pe același principiu sunt proiectate bateriile reîncărcabile moderne.
De fapt, bateriile moderne sunt create după modelul și asemănarea celor de pește. Doi electrozi cu un electrolit între ei. Acest principiu a fost observat cândva în raia electrică. Mama natura ascunde multe alte surprize interesante!
Astăzi există peste trei sute de specii de pești electrici în lume. Ei au cel mai mult marimi diferite si greutate. Toate sunt unite de capacitatea de a crea o descărcare electrică sau chiar o serie întreagă de descărcări. Dar încă se crede că cei mai puternici pești electrici sunt razele, somnul și anghila.
Rampe electrice au capul și corpul plat. Capul este adesea în formă de disc. Au o coadă mică cu înotătoare. Organele electrice sunt situate pe părțile laterale ale capului. O altă pereche de organe electrice mici sunt situate pe coadă. Chiar și acele raie care nu sunt electrice le au.
Razele electrice pot produce un impuls electric de până la patru sute cincizeci de volți. Cu acest impuls, ei pot nu numai să imobilizeze, ci și să ucidă peștii mici. O persoană, dacă intră în zona de acțiune a impulsului, nici nu se va simți puțin. Dar cel mai probabil persoana va rămâne în viață, deși cu siguranță va trăi momente neplăcute în viața sa.
Somn electric, ca și razele, creează un impuls electric. Tensiunea sa poate fi de până la 450 de volți pentru somnul mare, precum și pentru raze. Când prindeți un astfel de somn, puteți obține și un șoc electric foarte vizibil. Somnul electric trăiește în apele Africii și ating dimensiuni de până la 1 metru. Greutatea lor poate ajunge până la 23 de kilograme.
Dar cel mai periculos pește trăiește în apele Americii de Sud. Acest anghile electrice. Vin în dimensiuni foarte mari. Adulții ating o lungime de trei metri și o greutate de până la douăzeci de kilograme. Acești giganți electrici pot crea un impuls electric de până la o mie două sute de volți.
Cu un impuls atât de puternic, ei pot chiar ucide animale destul de mari care se întâmplă să fie inadecvat în apropiere. Același rezultat poate aștepta o persoană. Puterea descărcării electrice ajunge la șase kilowați. Nu va părea suficient. Asta sunt ele - centrale vii.
Dominic Statham
Fotografie ©depositphotos.com/Yourth2007
Electrophorus electricus) trăiește în apele întunecate ale mlaștinilor și râurilor din nordul Americii de Sud. Acesta este un prădător misterios cu un sistem sofisticat de electrolocalizare și capacitatea de a se mișca și de a vâna în condiții de vizibilitate scăzută. Folosind „electroreceptori” pentru a detecta distorsiunile câmpului electric cauzate de propriul său corp, el este capabil să detecteze potențiala pradă, rămânând nedetectat el însuși. Imobilizează victima cu un șoc electric puternic, suficient de puternic pentru a uimi un mamifer mare, cum ar fi un cal, sau chiar pentru a ucide un om. Cu forma sa alungită și rotunjită a corpului, anghila seamănă cu peștele pe care îl numim de obicei murene (ordinul Anguilliformes); cu toate acestea, aparține unui alt ordin de pești (Gymnotiformes).Se numesc pești care pot detecta câmpuri electrice electroreceptive, iar cei capabili să genereze un câmp electric puternic, cum ar fi o anghilă electrică, se numesc electrogen.
Cum generează o anghilă electrică o tensiune electrică atât de mare?
Peștii electrici nu sunt singurii capabili să genereze electricitate. Practic, toate organismele vii fac acest lucru într-o măsură sau alta. Mușchii corpului nostru, de exemplu, sunt controlați de creier folosind semnale electrice. Electronii produși de bacterii pot fi utilizați pentru a genera electricitate în celulele de combustie numite electrocite. (vezi tabelul de mai jos). Deși fiecare celulă poartă doar o mică încărcare, prin stivuirea mii de celule în serie, precum bateriile într-o lanternă, pot fi generate tensiuni de până la 650 de volți (V). Dacă aranjați aceste rânduri în paralel, puteți produce un curent electric de 1 Amperi (A), care dă un șoc electric de 650 de wați (W; 1 W = 1 V × 1 A).
Cum evită o anghilă să se șocheze?
Foto: CC-BY-SA Steven Walling prin Wikipedia
Oamenii de știință nu știu exact cum să răspundă la această întrebare, dar rezultatele unor observații interesante ar putea face lumină asupra această problemă. În primul rând, organele vitale ale anghilei (cum ar fi creierul și inima) sunt situate în apropierea capului, departe de organele producătoare de electricitate și sunt înconjurate de țesut adipos care poate acționa ca izolator. Pielea are, de asemenea, proprietăți izolante, deoarece s-a observat că acneea cu pielea deteriorată este mai susceptibilă la auto-asomare prin șoc electric.
În al doilea rând, anghilele sunt capabile să livreze cele mai puternice șocuri electrice în momentul împerecherii, fără a provoca rău partenerului. Cu toate acestea, dacă o lovitură cu aceeași forță este aplicată unei alte anghile nu în timpul împerecherii, o poate ucide. Acest lucru sugerează că anghilele au un fel de sistem de apărare care poate fi pornit și oprit.
Ar fi putut evolua anghila electrică?
Este foarte greu de imaginat cum s-ar putea întâmpla acest lucru prin modificări minore, așa cum este cerut de procesul propus de Darwin. Dacă unda de șoc a fost importantă de la bun început, atunci, în loc să uimească, ar avertiza victima de pericol. Mai mult, pentru a dezvolta capacitatea de a asoma prada, anghila electrică ar trebui să facă acest lucru simultan dezvoltarea unui sistem de autoapărare. De fiecare dată când a apărut o mutație care a crescut puterea șocului electric, trebuie să fi apărut o altă mutație care a îmbunătățit izolația electrică a anghilei. Pare puțin probabil ca o singură mutație să fie suficientă. De exemplu, pentru a muta organele mai aproape de cap ar fi nevoie de o serie întreagă de mutații, care ar trebui să apară simultan.
Deși puțini pești sunt capabili să-și asoma prada, există multe specii care folosesc electricitate de joasă tensiune pentru navigație și comunicare. Anghilele electrice aparțin unui grup de pești din America de Sud cunoscuți sub denumirea de „anghile cuțite” (familia Mormyridae) care folosesc, de asemenea, electrolocația și se crede că au evoluat această abilitate împreună cu verii lor sud-americani. Mai mult, evoluţioniştii sunt nevoiţi să declare că organele electrice din peşti au evoluat independent unul de celălalt de opt ori. Având în vedere complexitatea structurii lor, este izbitor că aceste sisteme s-ar fi putut dezvolta în timpul evoluției cel puțin o dată, să nu mai vorbim de opt.
Cuțitele din America de Sud și himerele din Africa își folosesc organele electrice pentru localizare și comunicare și folosesc o serie de tipuri diferite de electroreceptori. În ambele grupuri există specii care produc câmpuri electrice diferite forme complexe valuri. Două tipuri de lame de cuțit Brachyhypopomus benettiȘi Brachyhypopomus walteri sunt atât de asemănătoare între ele încât ar putea fi clasificate ca un singur tip, dar primul dintre ele produce un curent de tensiune constantă, iar al doilea produce un curent de tensiune alternativă. Povestea evolutivă devine și mai remarcabilă atunci când sapi și mai adânc. Pentru a se asigura că dispozitivele lor de electrolocalizare nu interferează între ele și nu creează interferențe, unele specii folosesc un sistem special cu ajutorul căruia fiecare dintre pești modifică frecvența descărcării electrice. Este de remarcat faptul că acest sistem funcționează aproape la fel (folosind același algoritm de calcul) ca și cuțitul de sticlă din America de Sud ( Eigenmannia) și pește african aba-aba ( Gymnarchus). Ar putea un astfel de sistem de eliminare a interferențelor să fi evoluat independent în două grupuri separate de pești care trăiesc pe continente diferite?
Capodopera a creației lui Dumnezeu
Unitatea energetică a anghilei electrice a eclipsat toate creațiile umane prin compactitatea, flexibilitatea, mobilitatea, siguranța mediuluiși capacitatea de a se autovindeca. Toate părțile acestui aparat sunt perfect integrate în corpul lustruit, ceea ce îi conferă anghilei capacitatea de a înota cu mare viteză și agilitate. Toate detaliile structurii sale - de la celule minuscule care generează electricitate până la cel mai complex complex de calcul care analizează distorsiunile câmpurilor electrice produse de anghilă - indică planul marelui Creator.
Cum generează electricitate o anghilă electrică? (articol de stiinta populara)
Peștii electrici generează electricitate la fel ca nervii și mușchii corpului nostru. În interiorul celulelor electrocitelor există proteine enzimatice speciale numite Na-K ATPaza pompează ionii de sodiu prin membrana celulară și absorb ionii de potasiu. („Na” este simbolul chimic pentru sodiu și „K” este simbolul chimic pentru potasiu. „ATP” este adenozin trifosfat, o moleculă de energie folosită pentru a acționa pompa). Un dezechilibru între ionii de potasiu din interiorul și din exteriorul celulei are ca rezultat un gradient chimic care împinge din nou ionii de potasiu din celulă. De asemenea, un dezechilibru între ionii de sodiu creează un gradient chimic care atrage ionii de sodiu înapoi în celulă. Alte proteine încorporate în membrană acționează ca canale ionice de potasiu, pori care permit ionilor de potasiu să părăsească celula. Pe măsură ce ionii de potasiu încărcați pozitiv se acumulează în afara celulei, un gradient electric se acumulează în jurul membranei celulare, provocând partea exterioară celula are o sarcină mai pozitivă decât ea partea interioară. Pompe Na-K ATPaza (adenozin trifosfatază de sodiu-potasiu) sunt proiectate în așa fel încât să selecteze un singur ion încărcat pozitiv, altfel ionii încărcați negativ ar curge și ei înăuntru, neutralizând sarcina.
Majoritatea corpului anghilei electrice este alcătuită din organe electrice. Corpul principalși organul lui Hunter sunt responsabili pentru producerea și acumularea sarcinii electrice. Orga lui Sachs produce un câmp electric de joasă tensiune care este folosit pentru electrolocalizare.
Gradientul chimic acționează pentru a împinge ionii de potasiu afară, în timp ce gradientul electric îi trage înapoi. În momentul echilibrului, când forțele chimice și electrice se anulează reciproc, va exista cu aproximativ 70 de milivolți mai multă sarcină pozitivă în exteriorul celulei decât în interior. Astfel, în interiorul celulei apare o sarcină negativă de -70 milivolți.
Cu toate acestea, mai multe proteine încorporate în membrana celulară oferă canale ionice de sodiu - aceștia sunt pori care permit ionilor de sodiu să intre din nou în celulă. În mod normal, acești pori sunt închiși, dar când organele electrice sunt activate, porii se deschid și ionii de sodiu încărcați pozitiv curg înapoi în celulă sub influența unui gradient de potențial chimic. În acest caz, echilibrul este atins atunci când în interiorul celulei se acumulează o sarcină pozitivă de până la 60 de milivolți. Există o modificare totală a tensiunii de la -70 la +60 milivolți, iar aceasta este de 130 mV sau 0,13 V. Această descărcare are loc foarte repede, în aproximativ o milisecundă. Și deoarece aproximativ 5000 de electrocite sunt colectate într-o serie de celule, se pot genera până la 650 de volți (5000 × 0,13 V = 650) datorită descărcării sincrone a tuturor celulelor.
Pompă Na-K ATPaza (adenozin trifosfatază de sodiu-potasiu).În timpul fiecărui ciclu, doi ioni de potasiu (K+) intră în celulă, iar trei ioni de sodiu (Na+) părăsesc celulă. Acest proces este condus de energia moleculelor de ATP.
Glosar
Un atom sau o moleculă care poartă o sarcină electrică datorită unui număr inegal de electroni și protoni. Un ion va avea o sarcină negativă dacă conține mai mulți electroni decât protoni și o sarcină pozitivă dacă conține mai mulți protoni decât electroni. Ionii de potasiu (K+) și sodiu (Na+) au o sarcină pozitivă.
Gradient
O schimbare a oricărei valori atunci când se deplasează dintr-un punct în spațiu în altul. De exemplu, dacă te îndepărtezi de foc, temperatura scade. Astfel, focul generează un gradient de temperatură care scade odată cu distanța.
Gradient electric
Gradient de modificare a mărimii sarcinii electrice. De exemplu, dacă există mai mulți ioni încărcați pozitiv în afara celulei decât în interiorul celulei, un gradient electric va curge prin membrana celulară. Mulțumită taxe identice se resping reciproc, ionii se vor mișca în așa fel încât să echilibreze sarcina în interiorul și în afara celulei. Mișcările ionilor datorate gradientului electric se produc pasiv, sub influența energiei potențiale electrice, și nu activ, sub influența energiei provenite dintr-o sursă externă, cum ar fi o moleculă de ATP.
Gradient chimic
Gradient de concentrație chimică. De exemplu, dacă există mai mulți ioni de sodiu în afara celulei decât în interiorul celulei, atunci un gradient chimic de ioni de sodiu va curge prin membrana celulară. Din cauza mișcării aleatorii a ionilor și a ciocnirilor dintre ei, există o tendință ca ionii de sodiu să se deplaseze de la concentrații mai mari la concentrații mai mici până când se stabilește un echilibru, adică până când există un număr egal de ioni de sodiu pe ambele părți ale membrană. Acest lucru se întâmplă pasiv, ca rezultat al difuziei. Mișcările sunt conduse de energia cinetică a ionilor, mai degrabă decât de energia primită de la o sursă externă, cum ar fi o moleculă de ATP.