какие рыбы бьются током
Как угорь и скат вырабатывают электричество
В глубинах морей и океанов обитает большое количество удивительных существ, среди которых скат и угорь. Эти создания прославились тем, что для защиты и охоты используют электричество.
Однако большинство людей и представить не могут, каким образом живой организм способен выполнять роль мощной батареи.
Кто вырабатывает электричество?
Нильский гимнарх Сразу в качестве интересного факта стоит отметить, что электричество вырабатывают все рыбы, просто 99% видов генерируют очень слабые заряды, не ощутимые при взаимодействии. Морские существа способны вырабатывать электричество благодаря особому устройству мышц, которые вырабатывают и накапливают электричество.
Некоторые виды в процессе эволюции научились аккумулировать большие заряды и бить ими противника. Наиболее преуспели в этом занятии скаты, угри, звездочеты, гимнархи, а также отдельный вид сомов.
Как рыбы вырабатывают электричество?
Все виды электрических морских существ вырабатывают электричество во время движения. За счет того, что мышцы постоянно меняют свою форму и взаимодействуют с окружением, они накапливают электричество. При этом, голова и хвост выступают в роли плюса и минуса соответственно. Это помогает удерживать заряд в мышцах, словно в батареи.
Подробнее разберем, что представляют собой мышцы для накапливания зарядов. Они могут отличаться внешне у каждого вида рыбы, но имеют схожую структуру. Мышцы состоят из столбиков, которые, в свою очередь, разбиты на пластины. Для накапливания электричества столбики соединены параллельно, а пластины последовательно. Между ними находится разность потенциалов, из-за чего при движении аккумулируется энергия, происходит накопление заряда.
Как рыбы бьют током?
В большинстве случаев используют свое “оружие” рыбы только при прямом контакте с жертвой. В определенных ситуациях могут пустить ток на небольших расстояниях, чтобы отогнать более крупного хищника. У вышеперечисленных рыб разность потенциалов, развиваемая на концах электрических органов, может достигать 1200 вольт (электрический угорь), а мощность разряда в импульсе от 1 до 6 киловатт (электрический скат Torpedo nobiliana).
Опасны ли электрические рыбы человеку?
Даже слабый заряд при подобных параметрах может серьезно повредитьздоровью человека, особенно на глубине. Бывали случаи, когда выброшенные на берег рыбы буквально сбивали людей на землю при контакте, из-за чего срочно требовалось врачебное вмешательство.
Электрические угри обитают в Южной Америке, в реках, и охотятся на мелкую рыбу. Взрослые особи вырастают в длину от 1 до 3 метров, но даже они нередко становятся жертвами местных хищников. Из-за этого угри вынуждены использовать электричество не только для охоты, но и для обороны.
Мышцы для накопления энергии, которые также часто называются “электрические органы”, располагаются вдоль позвоночника и составляют примерно 80% от общей массы угря. Заряд постепенно накапливается в специальных пузырчатых складках, после чего в нужный момент распространяется в пространстве, поражая все живое в радиусе. Данным способом рыба парализует жертву, после чего может приниматься за поедание. Чтобы ток ударил существо, оно должно находиться как можно ближе. Но бывали ситуации, когда рыбаки ловили угря на крючок и получали разряд без контакта с ним: ток проходил по леске вверх и бил сразу, как только человек до нее дотрагивался.
Данный вид существ знаменит не только способностью вырабатывать электричество, но и своей приплюснутой формой, напоминающей небольшое полотенце. Они обитают преимущественно на дне океанов и достигают 180см в длину. Электрическую энергию скаты накапливают по всему телу за счет сокращения мышц.
Даже юные особи способны бить током с напряжением от 8В. Это помогает охотиться и обездвиживать маленькую рыбу. О свойствах скатов знали еще в Древнем Египте. Местные врачи использовали легкие удары током юных особей в медицинских целях.
Считалось, что небольшие разряды помогают человеку избавиться от болезней.
Понравилась статья? Подпишитесь на канал, чтобы быть в курсе самых интересных материалов
masterok
masterokМастерок.жж.рф
Хочу все знать
В глубинах морей и океанов обитает большое количество удивительных существ, среди которых скат и угорь. Эти создания прославились тем, что для защиты и охоты используют электричество. Однако большинство людей и представить не могут, каким образом живой организм способен выполнять роль мощной батареи.
Кто вырабатывает электричество?
Сразу в качестве интересного факта стоит отметить, что электричество вырабатывают все рыбы, просто 99% видов генерируют очень слабые заряды, не ощутимые при взаимодействии. Морские существа способны вырабатывать электричество благодаря особому устройству мышц, которые вырабатывают и накапливают электричество. Некоторые виды в процессе эволюции научились аккумулировать большие заряды и бить ими противника. Наиболее преуспели в этом занятии скаты, угри, звездочеты, гимнархи, а также отдельный вид сомов.
Как рыбы вырабатывают электричество?
Все виды электрических морских существ вырабатывают электричество во время движения. За счет того, что мышцы постоянно меняют свою форму и взаимодействуют с окружением, они накапливают электричество. При этом, голова и хвост выступают в роли плюса и минуса соответственно. Это помогает удерживать заряд в мышцах, словно в батареи.
Подробнее разберем, что представляют собой мышцы для накапливания зарядов. Они могут отличаться внешне у каждого вида рыбы, но имеют схожую структуру. Мышцы состоят из столбиков, которые, в свою очередь, разбиты на пластины. Для накапливания электричества столбики соединены параллельно, а пластины последовательно. Между ними находится разность потенциалов, из-за чего при движении аккумулируется энергия, происходит накопление заряда.
Как рыбы бьют током?
Удар током осуществляется с помощью импульсов. Рыба целенаправленно бьет ими жертву. Некоторые виды намеренно испускают в жертву примерно 500 импульсов, чтобы окончательно поразить противника. Соответственно, удары являются осознанными и направленными, нельзя получить заряд, просто дотронувшись до рыбы.
В большинстве случаев используют свое “оружие” рыбы только при прямом контакте с жертвой. В определенных ситуациях могут пустить ток на небольших расстояниях, чтобы отогнать более крупного хищника. У вышеперечисленных рыб разность потенциалов, развиваемая на концах электрических органов, может достигать 1200 вольт (электрический угорь), а мощность разряда в импульсе от 1 до 6 киловатт (электрический скат Torpedo nobiliana).
Электрический скат Torpedo nobiliana
Опасны ли электрические рыбы человеку?
Даже слабый заряд при подобных параметрах может серьезно повредить здоровью человека, особенно на глубине. Бывали случаи, когда выброшенные на берег рыбы буквально сбивали людей на землю при контакте, из-за чего срочно требовалось врачебное вмешательство.
Электрический угорь
Электрические угри обитают в Южной Америке, в реках, и охотятся на мелкую рыбу. Взрослые особи вырастают в длину от 1 до 3 метров, но даже они нередко становятся жертвами местных хищников. Из-за этого угри вынуждены использовать электричество не только для охоты, но и для обороны.
Мышцы для накопления энергии, которые также часто называются “электрические органы”, располагаются вдоль позвоночника и составляют примерно 80% от общей массы угря. Заряд постепенно накапливается в специальных пузырчатых складках, после чего в нужный момент распространяется в пространстве, поражая все живое в радиусе. Данным способом рыба парализует жертву, после чего может приниматься за поедание. Чтобы ток ударил существо, оно должно находиться как можно ближе. Но бывали ситуации, когда рыбаки ловили угря на крючок и получали разряд без контакта с ним: ток проходил по леске вверх и бил сразу, как только человек до нее дотрагивался.
Электрический скат
Данный вид существ знаменит не только способностью вырабатывать электричество, но и своей приплюснутой формой, напоминающей небольшое полотенце. Они обитают преимущественно на дне океанов и достигают 180см в длину.
Электрическую энергию скаты накапливают по всему телу за счет сокращения мышц. Даже юные особи способны бить током с напряжением от 8В. Это помогает охотиться и обездвиживать маленькую рыбу.
О свойствах скатов знали еще в Древнем Египте. Местные врачи использовали легкие удары током юных особей в медицинских целях. Считалось, что небольшие разряды помогают человеку избавиться от болезней.
Электрические рыбы
Возможно, вам доводилось слышать о способности электрического угря генерировать разряды и использовать их для обездвиживания добычи и защиты от врагов. В то же время, не всем известно, что существует несколько видов рыбы, способных генерировать и улавливать электрические потоки, и пользоваться этим «шестым чувством» в различных целях. С помощью разрядов, генерируемых особыми электрическими органами и электрическими рецепторами, расположенными у поверхности тела, электрическая рыба может вводить в замешательство добычу или более крупных хищников, распознавать предметы, обнаруживать жертву и даже общаться с другими особями. О том, каким образом электрическая рыба осуществляет все эти действия, пойдет речь. В статье содержатся примеры описаний поведения особей.
Рыба-слон и Электрический сом.
Три основные категории электрических рыб
Электрический сигнал
Механизм генерации и обнаружения электрических сигналов электрической рыбой.
Электрические сигналы генерируются так называемыми электрическими органами. У слабоэлектрических видов, таких как рыба-слон (Gnathonemus petersii), этот орган расположен в области хвоста (Kawasaki).
У сильноэлектрических видов электрический орган имеет большие размеры и занимает значительную часть тела. Например, электрический орган угря занимает до 40% тела (Schmidt-Neilsen 2001).
Анимация отражает принцип генерации электрического сигнала. В состоянии покоя, все электрические пластинки имеют единый заряд. При поступлении электрического импульса от мозга, гладкая иннервированная сторона пластинки деполяризуется, создавая напряжение. Волна продолжает движение вдоль столбика, генерируя заряд, который может быть очень мощным (илл. Masashi Kawasaki).
Как осуществляется прием электрических сигналов
Помимо генерации электрических импульсов, рыба способна принимать и обрабатывать электрические сигналы, как собственные, так и поступающие от других особей. Способность рыб обнаруживать электрические сигналы называется электрорецепцией (лаборатория имени Нельсона). Сигналы обнаруживаются с помощью особых рецепторов, расположенных в кожном покрове электрической рыбы. Рецепторы могут быть двух типов: клубневидные и ампуллярные. Клубневидные рецепторы чувствительны к высокочастотным сигналам (частотой в несколько сотен Гц), и они свойственны электрической рыбе. Ампуллярные рецепторы присутствуют как в организмах электрических рыб, так и неэлектрических, и они воспринимают сигналы, имеющие гораздо более низкую частоту (Schmidt-Neilsen 2001)
Нейтрализация противника электрошоком
Электрический угорь (Electrophorus electricus). Данный вид способен производить разряды напряжением около 600 В, хотя имеются и другие данные (Бэйли и соавт.) По сути, у электрического угря имеется не один, а целых три электрических органа. Один из них – орган Сэча – производит слабые импульсы, которые используются для обнаружения жертвы и ориентирования в пространстве. Основной электрический орган, а также «орган охотника», производят и накапливают электричество, создавая потенциал для сильных разрядов. Угорь атакует жертву, выпуская импульс в пространство, либо простым прикосновением, что является более эффективным способом. После выпуска разряда, угрю требуется почти час для того, чтобы «перезарядиться» и вновь достигнуть максимального заряда (Gerrow 2002)
Электрический угорь и три отдела электрического органа: орган Сэча, «орган охотника» и основной орган. Их расположение можно посмотреть на иллюстрации выше.
Электрический сом (Malapterurus electricus). Электрический сом атакует также как и электрический угорь – выпуская разряд в воду или, чаще всего, путем непосредственного прикосновения. В то же время, его разряды не такие мощные, как у угря (около 350 В), однако и такой мощности достаточно для нейтрализации и пленения других рыб. В первую очередь, сом генерирует основной разряд, за которым могут последовать несколько слабых разрядов (Gerrow 2002)
Электрический скат (Torpedo torpedo). Электрический скат является одним из наиболее известных видов скатов, однако это лишь один из 35 видов электрических скатов. Скаты используют необычный способ пленения жертвы благодаря своему потенциалу и уникальному строению тела. С помощью больших крыловидных плавников скат полностью поглощает добычу. Пленив таким образом жертву, скат генерирует мощный разряд (до 200 В) и убивает ее (Gerrow 2002)
Общение с помощью электрических сигналов
Электрическая рыба использует электрические сигналы как средство общения, также как человек использует вербальные звуковые сигналы. С помощью электрического органа рыба производит импульс, который распространяется в водной среде и улавливается остальными ее обитателями, которые обрабатывают полученный сигнал. Значение импульса определяется его физическими характеристиками. Рыба непрерывно производит сигналы и тем самым обеспечивает непрерывный информационный поток. Сигнал несет информацию о том, к какому виду рыб принадлежит производящая его особь, а также о ее поле, степени готовности к размножению, социальном статусе и даже уровне агрессии. Хотя ученым удалось достигнуть определенного прогресса в распознавании различных сигналов, расшифровка «рыбьего языка» — очень трудная задача, и в этой области еще многое предстоит изучить. Все особи способны изменять характеристики сигналов в зависимости от цели их выпуска.
Пассивная электролокация
Электрическая рыба обладает способностью генерировать и принимать электрические сигналы в целях охоты. Все морские организмы испускают слабые электрические разряды, которые хорошо проводятся в окружающей водной среде. Электрическая рыба улавливает эти сигналы, исходящие от потенциальной жертвы. Рыба способна с точностью определять место, где находится жертва, отслеживать ее движения и даже выбирать наиболее эффективную манеру атаки (von der Emde 1999). Такая электролокационная охота имеет ряд преимуществ. Во-первых, она позволяет электрической рыбе выживать за счет видов, охота на которые без электролокации была бы невозможна, поскольку только электрические сигналы позволяют определять местонахождение скрывающейся жертвы. Также, эта способность дополняет остальные сенсорные функции и создает более полное представление об окружающей обстановке и доступности еды.
Хотя акулы и скаты являются наиболее известными «электролокационными» хищниками, этой способностью обладают также некоторые другие виды. Ниже приведены несколько примеров.
Веслонос (Polyodon spathula) – вид пресноводных рыб, питающийся зоопланктоном. Взрослые особи способны отфильтровывать еду, однако у молодых особей отсутствуют так называемые жаберные тычинки, поэтому они находят планктонных животных и нападают на них избирательно. Веслоносы живут в мутной воде, у них слабо развиты органы зрения. Поэтому, во время охоты на зоопланктон, они полагаются на электрические органы. (Wilkens et al.1997).
Синяя акула Доказано, что некоторые виды акул и скатов способны к электролокации. В ходе научных опытов с синими акулами (Prionace glauca) выяснилось, что акулы предпочитают атаковать добычу, имитируемую электрическими полями, нежели добычу, имитируемую запахами (Kalmijn 1982)
Примечание: при пассивной электролокации, электрическая рыба лишь обнаруживает электрические поля других организмов. При активной локации, рыба обнаруживает электрические поля, создавая при этом собственное поле. Объекты распознаются путем анализа создаваемых ими помех в электрическом поле.
Навигация
Активная электролокация
Активная электролокация у электрической рыбы сходна с эхолокацией у летучих мышей. При активной электролокации, рыба посылает электрические сигналы в окружающую водную среду. Любой объект, находящийся в пределах электрического поля, оказывает влияние на сигнал, создавая помехи.
Рыба в процессе электролокации. Особь генерирует заряд и создает вокруг себя электрическое поле. Объект (показан в виде красного кружка) слегка искажает поле. Зафиксировав помеху в электрическом поле, рыба определяет местоположение, форму, размер и электрические свойства объекта (илл. Masashi Kawasaki)
Рыба фиксирует помехи с помощью электрорецепторов, расположенных у поверхности кожи. На участки тела рыбы с электрорецепторами, улавливающими помехи в сигнале, «проецируется» электрическая картинка (von der Emde 1999 г.), обработав которую, рыба получает информацию об объекте.
С помощью активно электролокации, электрическая рыба собирает различную информацию. Она может определять расстояние до объектов, их размеры, форму и электропроводность. Это достигается путем обработки различных аспектов «электрической картинки», создаваемой объектом на теле рыбы, таких как размер, частота, расположение на теле и интенсивность. Рыба-слон (Gnathonemus petersii) обладает способностью различать живой и неживой материал (von der Emde 1999 г.)
Примеры электролокации:
Как слабоэлектрическая рыба-слон (Gnathonemus petersii) распознает объекты с помощью электрических сигналов.
Электрические свойства. Объекты могут проводить электричество лучше, чем окружающая вода, либо хуже, либо вообще не обладать электропроводностью. Если объект имеет более высокую электропроводность, нежели вода, испускаемый рыбой сигнал будет притягиваться объектом и стремиться в его направлении. Когда рыба засекает этот сигнал, вокруг объекта возникает интенсивное электрическое поле, которое обычно окружено областью слабого поля; в результате, наблюдается эффект «профиля мексиканской шляпы». Объекты с меньшей электропроводностью, либо не обладающие ей, дают противоположный эффект (von der Emde 1999 г.).
Изменение характера электрического поля вблизи электропроводящих и неэлектропроводящих объектов
Электропроводящий объект (слева) притягивает сигнал, увеличивая плотность сигнала, подающегося на рецепторы. Непроводящий объект (справа), напротив, создает область низкой плотности путем блокирования электрического сигнала. Рисунок заимствован с Gerhard von der Emde (von der Emde 1999 г.)
Обнаружение объектов и определение их формы
Рыба, ориентирующаяся в пространстве посредством электролокации, определяет форму объекта и его местонахождение исходя из его проекции на «электрической картинке». Место, где проецируется эта «картинка», зависит от того, где находится объект; таким образом, анализ расположения «картинки» на теле рыбы позволяет определить местоположение объекта относительно местоположения рыбы. По такому же принципу, форма «картинки» отражает форму объекта (von der Emde 1999 г.)
Расстояние
Определить расстояние до объекта сложнее, поскольку «картинка» не может прямо отобразить расстояние таким же образом как местоположение и форму объекта. Крупная «картинка» на теле рыбы в виде окружности может быть обусловлена как нахождением в непосредственной близости крупного сферического объекта, так и нахождением менее крупного объекта на значительном расстоянии.
«Электрические картинки», проецируемые объектами одинакового размера, расположенными на различном расстоянии. Более удаленный объект производит более крупную и в то же время более размытую картинку. Рисунок заимствован с Gerhard von der Emde (von der Emde 1999 г.)
«Электрическая картинка» объекта на участке тела слабоэлектрической рыбы (von der Emde 1999 г.). Сверху объект находится далеко от рыбы, снизу — близко к рыбе
Герхард Герхардт фон дер Эмде предлагает сравнительный анализ, объясняющий то, как по его мнению рыба-слон определяет расстояние с помощью электролокации: «Каждый объект создает проекцию, что-то вроде «электрической тени» на поверхности тела рыбы, которая увеличивается в размерах по мере удаления рыбы от объекта. Кроме того, края «тени» становятся размытыми, она становится менее яркой (von der Emde 1999). Таким образом, рыба определяет расстояние до объектов, сравнивая «картинки» по яркости и размытости. Другие ученые придерживаются иных гипотез (Budelli and Caputi 2000) Есть основания предполагать, что разные виды рыб определяют расстояние до объектов по-разному (von der Emde 1999 г.).
Примечание: при пассивной электролокации, электрическая рыба лишь обнаруживает электрические поля других организмов. При активной локации, рыба обнаруживает электрические поля и создает собственное поле. Объекты распознаются путем анализа создаваемых ими помех в электрическом поле.
——
www.bio.davidson.edu
Здесь находится скрытый текст. Для его просмотра необходимо зарегистрироваться.
Электрические рыбы
Электрические рыбы или рыбы-электрошокеры!
Электроэнергия вырабатывается в специальных органах в результате особых биохимических реакций.
Электрические органы (ЭО) у разных видов рыб располагаются в самых разнообразных частях тела, но заряжаются они не химически, а за счет нервных импульсов! Орган устроен таким образом, что один его конец (хвост, усы или пр.) расположен в воде, а другой располагается внутри тела, где системой проводников связан с электрочувствительными клетками. По сигналу нервной системы резко уменьшается сопротивление проводников и рыба поражает током, после чего ЭО снова переходит в режим зарядки.
К электрическим рыбам по современной систематике относят рыб пяти групп:
Такие мощные разряды скаты используют для отпугивания врагов и добычи другой рыбы для пропитания.
Интересно, что целительная сила электро-рыб была известна людям с давних времен. Еще в Древней Греции врачи применяли скатов для лечения ревматизма и головной боли, в качестве анестезии при операциях и даже для облегчения родовых мук.
Электрический угорь или южноамериканская рыба-змея не имеет ничего общего с обычными угрями, кроме внешнего сходства. Эта крупная (до 3 метров!) рыба покрыта голой кожей без чешуи. Мощность импульса взрослой особи составляет более 6 киловатт при напряжении около 1000 вольт! При этом, электрическое поле, производимое рыбой-змеей, находится в радиусе более 3 метров. Мощные разряды рыбы используют в качестве обороны или охоты. С помощью электроэнергии малой силы угри ориентируются в пространстве и социализируются с сородичами.
Человеку и этот вид электрической рыбы известен издавна! Некоторые народы вполне успешно применяли электрического сома в качестве физиотерапии с целью укрепления организма, а также при лечении душевных расстройств, подагры или ревматизма.
Слабым электрогенератором является европейский или обыкновенный звездочёт, он же морская коровка. Этот малоподвижный хищник способен вырабатывать электрические разряды не больше 50 вольт, что мало, для поражения жертвы током. Рыба приманивает свою добычу язычком, похожим на красного червяка. С какой целью он вырабатывает электроэнергию – настоящая загадка для ученых! Для ориентации в пространстве звездочет электричество тоже не использует.
Эта рыба вообще редко выбирается из грунта и покидает засаду только в случае крайней опасности.
Сегодня электрические угри часто служат украшением больших любительских или демонстрационных аквариумов.
Интересно, что способность этих рыб генерировать разряды настолько впечатлила знаменитого актера Марлона Брандо, что тот принялся разводить у себя в бассейне электрических угрей, надеясь с их помощью получать весьма экстравагантную электроэнергию для своего дома!