電鱔、電鯰、電鰻等等的魚類為什么會(huì)發(fā)電 原理是什么？

【專家解說】：動(dòng)物的捕食方式多種多樣。電魚的捕食絕招是放電。世界上至少有500種具有發(fā)電特性的魚，雖然種類不同，放電的靈敏度有高有低，但這些魚類都是依靠放電擊昏攝取物或嚇退進(jìn)攻者。 電鰩是一種軟骨魚類，體形圓形或橢圓形，口和眼睛都很小，生活在熱帶和亞熱帶近海，我國的東海和南海就有分布。它常將身體半埋于泥沙中，或在海底匍匐前進(jìn)。 在電鰩的頭部和胸鰭之間有一個(gè)橢圓形發(fā)電器，是由肌肉特化而成的。發(fā)電器由若干肌纖維組成，形成六角形柱狀管，管內(nèi)有無色的膠狀物質(zhì)，主要起電解作用。管內(nèi)有許多扁平的電板排列，電板由一些小的化學(xué)細(xì)胞組成，與神經(jīng)相連，我們把它們叫做“電板細(xì)胞”。電鰩捕捉食物時(shí)，信號(hào)通過神經(jīng)傳導(dǎo)到電板的細(xì)胞，小細(xì)胞產(chǎn)生化學(xué)物質(zhì)，改變細(xì)胞膜內(nèi)和膜外的電荷分布，產(chǎn)生電位差，電流也就因此產(chǎn)生了。一個(gè)細(xì)胞產(chǎn)生的電流很小，一條電鰩身上有數(shù)百萬個(gè)電板細(xì)胞，它們同時(shí)放電的時(shí)候，電流就相當(dāng)大了。生活在大西洋和印度洋的熱帶及亞熱帶近岸水域中的巨鰩，體型較大，最大者可達(dá)2米多?？茖W(xué)家們曾對(duì)這種電鰩進(jìn)行過測試，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，它可以產(chǎn)生60伏電壓，50安培的電脈沖，3000瓦功率的電擊，足以擊斃一條幾十公斤的大魚。 世界上第一個(gè)人工電池——伏打電池。就是根據(jù)電鰩的發(fā)電器官為模型而設(shè)計(jì)出來的。 電鰻與普通鰻魚的體型非常相似，長可達(dá)2米多，體重可達(dá)20多公斤。生活在南美洲亞馬遜河及奧里諾科河。 電鰻有兩對(duì)發(fā)電器，形狀為長梭形，位于尾部脊髓兩側(cè)。電鰻放電時(shí)的平均電壓為350多伏，但也有過650伏的放電記錄。美洲電鰻的最大電壓竟達(dá)800多伏，這么強(qiáng)的電壓足以擊死一頭牛。電鰻放電時(shí)產(chǎn)生的電流是極微弱的，一般不到l安培；然而有時(shí)觀察到的電壓為500伏，電流為2安培，即功率為1000瓦的短時(shí)放電。雖然發(fā)出的是直流電，但放電頻率每秒可達(dá)300個(gè)脈沖。放電的損傷力取決于鰻魚的大小和機(jī)體的狀況。當(dāng)電鰻長不到1米時(shí)，電壓隨著電鰻的成長而增加。當(dāng)長到1米后，只增加電流的強(qiáng)度。電鰻捕食的時(shí)候，首先悄悄地游近魚群，然后可連續(xù)放出電流，受到電擊的魚馬上暈厥過去，身體僵直，于是，電鰻乘機(jī)吞食它們。電鰻放電，有時(shí)也不一定是為了捕食，也可能是一種生理需要。被電鰻電死的魚，往往超過它們食用所需要的量，這給漁業(yè)生產(chǎn)帶來危害。電鰻放電后要經(jīng)過一段時(shí)間的恢復(fù)，才能放電。利用這一特點(diǎn)，漁民們捕撈電鰻時(shí)，先把牲畜趕到水中，使電鰻放電，等到它們把電量消耗掉，再進(jìn)行捕撈，這樣做可以避免漁民被擊傷。 電鯰也是一種能發(fā)電的魚。電鯰生活于非洲的尼羅河，它的長相和鯰魚非常相似，體長大約有1米左右，口端長有3對(duì)須，它沒有背鰭，在尾的基部有一個(gè)很低而且平伸的脂鰭，電鯰有成對(duì)的發(fā)電器，位于背部的皮下，它的發(fā)電電壓高達(dá)350伏，能將人和牲畜擊昏。 當(dāng)然，并不是所有的電魚都能發(fā)出很強(qiáng)的電，海洋中還有一些能發(fā)出較弱電流的魚，它們的發(fā)電器官很小，電壓最大也只有幾伏，不能擊死或擊昏其它動(dòng)物，但它們像精巧的水中雷達(dá)一樣，可以用來探索環(huán)境和尋找食物。這些魚身上布滿了電感器官，它們能夠接收返回來的電波。由于任何一種活動(dòng)的生物都有或強(qiáng)或弱的生物電，這些魚的電感受器能感受到非常微弱的電場變化。 鯊魚對(duì)于電場的變化非常敏感，利用這一點(diǎn)，科學(xué)家們發(fā)明了“電子驅(qū)鯊器”，它發(fā)出的直流脈沖可以把鯊魚驅(qū)趕到1～10米以外。潛水員背著這些儀器，在水下可以避免鯊魚的襲擊。 鯰魚可以預(yù)防地震，地震前地電流的急劇變化刺激了鯰魚的電感受器官，使它們感到驚恐不安，亂蹦亂跳，因此可以通過對(duì)鯰魚的研究找到一種預(yù)報(bào)地震的新方法。 總之，魚類的放電是它們在進(jìn)化過程中所獲得的一種防御和攻擊敵害、捕捉食物的適應(yīng)能力。如果人類能夠應(yīng)用仿生學(xué)，模擬電魚的發(fā)電器官在海洋中發(fā)電，那么，就能很好地解決船舶和潛水艇的動(dòng)力問題。 ---《漫游海洋水族宮》馬英杰、馬愛軍 著，海洋出版社，2001年； 電鰻為什么會(huì)放電 1989年，在法國科學(xué)城舉辦了一次饒有趣味的“時(shí)鐘”回顧展覽，一座用帶電魚放出的電來驅(qū)動(dòng)的時(shí)鐘，引起了人們極大的興趣。這種帶電魚放電十分有規(guī)律，電流的方向一分鐘變換一次，因而被人稱為“天然報(bào)時(shí)鐘”。 常見的帶電魚有電鰻、電鰩、電鯰等。其中“電力”最強(qiáng)的要算電鰻了。它放電電壓可達(dá)300—500伏，足以把附近的魚電死，人和牲畜碰上，全身也會(huì)麻痹。據(jù)計(jì)算，1萬條電鰻的電能聚集在一起，足夠使1列電力機(jī)車運(yùn)行幾分鐘。 電鰻外形像蛇，體長2米左右，體重約20公斤。它生活于南美和中美等地的河流中，常常一動(dòng)不動(dòng)地躺在水底，不時(shí)也浮出水面呼吸。它通過“電感”來感受周圍環(huán)境的變化，一旦發(fā)現(xiàn)獵物，就放電將其擊斃或擊昏，然后飽餐一頓。由于電鰻有這么一手捕殺獵物的絕技，因此被人稱為“江河中的魔王”。 電鰻是怎樣放電的呢？ 原來，電鰻是活的“發(fā)電機(jī)”。它尾部兩側(cè)的肌肉，是由有規(guī)則地排列著的6000—10000枚肌肉薄片組成，薄片之間有結(jié)締組織相隔，并有許多神經(jīng)直通中樞神經(jīng)系統(tǒng)。每枚肌肉薄片像一個(gè)小電池，只能產(chǎn)生150毫伏的電壓，但近萬個(gè)“小電池”串聯(lián)起來，就可以產(chǎn)生很高的電壓。 電鰻尾部發(fā)出的電流，流向頭部的感受器，因此在它身體周圍形成一個(gè)弱電場。電鰻中樞神經(jīng)系統(tǒng)中有專門的細(xì)胞來監(jiān)視電感受器的活動(dòng)，并能根據(jù)監(jiān)視分析的結(jié)果指揮電鰻的行為，決定采取捕食行為或避讓行為或其它行為。有人做過這么一個(gè)實(shí)驗(yàn)：在水池中放置兩根垂直的導(dǎo)線，放入電鰻，并將水池放在黑暗的環(huán)境里，結(jié)果發(fā)現(xiàn)電鰻總在導(dǎo)線中間穿梭，一點(diǎn)兒也不會(huì)碰導(dǎo)線；當(dāng)導(dǎo)線通電后，電鰻一下子就往后跑了。這說明電鰻是靠“電感”來判斷周圍環(huán)境的。 電鰻放完體內(nèi)蓄存的電能后，要經(jīng)過一段時(shí)間的積聚，才能繼續(xù)放電。由此，巴西人捕獲電鰻時(shí)，總是先把家畜趕到河里，引誘電鰻放電，或者用拖網(wǎng)拖，讓電鰻在網(wǎng)上放電，之后再輕而易舉地捕殺失去反擊能力的電鰻。