Как угорь бьет током?

Содержание

Физика в мире животных: электрический угорь и его «энергостанция»


Электрический угорь (Источник: youtube)
Рыба вида электрический угорь (Electrophorus electricus) — единственный представитель рода электрических угрей (Electrophorus). Встречается он в ряде приток среднего и нижнего течения Амазонки. Размер тела рыбы достигает 2,5 метра в длину, а вес — 20 кг. Питается электрический угорь рыбой, земноводными, если повезет — птицами или мелкими млекопитающими. Ученые изучают электрического угря десятки (если не сотни) лет, но только сейчас начали проясняться некоторые особенности строения его тела и ряда органов.
Причем способность вырабатывать электричество — не единственная необычная черта электрического угря. К примеру, дышит он атмосферным воздухом. Это возможно благодаря большому количеству особого вида ткани ротовой полости, пронизанной кровеносными сосудами. Для дыхания угрю нужно каждые 15 минут всплывать к поверхности. Из воды кислород брать он не может, поскольку обитает он в очень мутных и мелких водоемах, где очень мало кислорода. Но, конечно, главная отличительная черта электрического угря — это его электрические органы.
Они играют роль не только оружия для оглушения или убийства его жертв, которыми угорь питается. Разряд, генерируемый электрическими органами рыбы, может быть и слабым, до 10 В. Такие разряды угорь генерирует для электролокации. Дело в том, что у рыбы есть специальные «электрорецепторы», которые позволяют определять искажения электрического поля, вызываемые его собственным телом. Электролокация помогает угрю находить путь в мутной воде и находить спрятавшихся жертв. Угорь может дать сильный разряд электричества, и в это время затаившаяся рыба или земноводное начинает хаотично дергаться из-за судорог. Эти колебания хищник без труда обнаруживает и съедает жертву. Таким образом, эта рыба является одновременно и электрорецептивной и электрогенной.

Интересно, что разряды различной силы угорь генерирует при помощи электрических органов трех типов. Они занимают примерно 4/5 длины рыбы. Высокое напряжение вырабатывают органы Хантера и Мена, а небольшие токи для навигационных целей и коммуникационных целей генерирует орган Сакса. Главный орган и орган Хантера размещаются в нижней части тела угря, орган Сакса — в хвосте. Угри «общаются» между собой при помощи электрических сигналов на расстоянии до семи метров. Определенной серией электрических разрядов они могут привлекать к себе других особей своего вида.

Как электрический угорь генерирует электрический разряд?

Угри этого вида, как и ряд других «электрифицированных» рыб воспроизводят электричество тем же образом, что и нервы с мышцами в организмах других животных, только для этого используются электроциты — специализированные клетки. Задача выполняется при помощи фермента Na-K-АТФазы (кстати, этот же фермент очень важен и для моллюсков рода наутилус (лат. Nautilus)). Благодаря ферменту образуется ионный насос, выкачивающий из клетки ионы натрия, и закачивающий ионы калия. Калий выводится из клеток благодаря специальным белкам, входящих в состав мембраны. Они образуют своеобразный «калиевый канал», через который и выводятся ионы калия. Внутри клетки скапливаются положительно заряженные ионы, снаружи — отрицательно заряженные. Возникает электрический градиент.

Разница потенциалов в результате достигает 70 мВ. В мембране той же клетки электрического органа угря есть и натриевые каналы, через которые ионы натрия могут снова попасть в клетку. В обычных условиях за 1 секунду насос выводит из клетки около 200 ионов натрия и одновременно переносит в клетку приблизительно 130 ионов калия. На квадратном микрометре мембраны может разместиться 100- 200 таких насосов. Обычно эти каналы закрыты, но в случае необходимости они открываются. Если это произошло, градиент химического потенциала приводит к тому, что ионы натрия снова поступают в клетки. Происходит общее изменение напряжения от -70 до +60 мВ, и клетка дает разряд в 130 мВ. Продолжительность процесса — всего 1 мс. Электрические клетки соединяются между собой нервными волокнами, соединение — последовательное. Электроциты составляют своеобразные столбики, которые соединяются уже параллельно. Общее напряжение генерируемого электрического сигнала достигает 650 В, сила тока — 1А. По некоторым данным, напряжение может достигать даже 1000 В, а сила тока — 2А.

Электроциты (электрические клетки) угря под микроскопом
После разряда снова действует ионный насос, и электрические органы угря заряжаются. По мнению некоторых ученых, насчитывается 7 типов ионных каналов мембраны клеток электроцитов. Расположение этих каналов и чередование типов каналов влияет на скорость производства электричества.

Разряд электрической батареи

По результатам исследования Кеннета Катания (Kenneth Catania) из Университета Вандербильта (США), угорь может использовать три типа разряда своего электрического органа. Первый, как и упоминалось выше — это серия низковольтных импульсов, которые служат для коммуникации и навигационных целей.
Второй — последовательность из 2-3 высоковольтных импульсов продолжительностью несколько миллисекунд. Этот способ используется угрем при охоте на спрятавшуюся и затаившуюся жертву. Как только дано 2-3 разряда высокого напряжения, мышцы затаившейся жертвы начинают сокращаться, и угорь может без труда обнаружить потенциальную еду.

Третий способ — ряд высоковольтных высокочастотных разрядов. Третий способ угорь использует при охоте, выдавая за секунду до 400 импульсов. Этот способ парализует практически любое животное небольшого и среднего размера (даже человека) на расстоянии до 3 метров.

Кто еще способен вырабатывать электрический ток?

Из рыб на это способны около 250 видов. У большинства электричество — лишь средство навигации, как, например, в случае слоника нильского (Gnathonemus petersii).
Но электрический разряд чувствительной силы способны генерировать немногие рыбы. Это электрические скаты (ряд видов), электрический сом и некоторые другие.

Электрический сом (Источник: Wikipedia)
Джейсон Гэллент с коллегами провели секвенсирование генома ряда рыб с электрическими органами, и выяснили, что многие из изученных ими видов не являются родственниками. «Изобретение» природой электрических органов у рыб шло параллельно, но строение батарей очень схоже у всех. Всего ученые насчитали 6 независимых друг от друга эволюционных линий, приведших к появлению электрических органов. Пожалуй, электрический угорь является одним из видов рыб, которые используют этот орган наиболее искусно.

Электрический угорь сколько вольт. Электрический угорь Амазонки — ему не страшны даже крокодилы

Угорь электрический (лат. Electrophorus electricus) принадлежит к отряду Гимнотообразных (Gymnotiformes). Он не приходится родственником обыкновенных угрей и является самой опасной из всех рыб, которые способны вырабатывать электричество.

Его высоковольтный разряд может вызвать у человека шок. Взрослая особь выдает ток напряжением до 800 В. Отрицательный заряд находится в ее хвосте. Напряжение произведенного тока прямо пропорционально ее длине.

Один угорь может вырабатывать столько электроэнергии, что хватит на освещение дома. Электрические органы представляют собой 10 тысяч тонких пластинок. Они образовались из претерпевших изменения мышц брюшной полости. Большая часть веса приходится на эти органы.

Поведение

Электрический угорь относится к числу самых крупных рыб, обитающих на территории Южной Америки. Он предпочитает пресные и теплые водоемы с небольшим течением. Часто его можно наблюдать на Амазонке или Ориноко. Он может поселиться в речных долинах, затопленных водой и в заболоченных низинах тропических лесов.

Проживая в заиленных водоемах с малым количеством кислорода в воде, рыба вынуждена регулярно подниматься на поверхность, чтобы немного подышать. Способность дышать кислородом помогает ей в течение нескольких часов пребывать на суше при условии, что ее тело и ротовая полость будут влажными.

Угорь ведет уединенный образ жизни. Основную часть своего времени он проводит на дне реки или озера, спрятавшись среди водорослей и коряг. Периодически поднимается наверх, чтобы пополнить запасы свежего воздуха. У него отсутствуют легкие. Ротовая полость обильно покрыта специальными сосудами, которые способны поглощать кислород.

Рыба вынуждена каждые 10 минут подниматься на поверхность за порцией кислорода. Зрение она имеет очень плохое и совсем не использует его для ориентации. Анальный плавник тянется от брюха до хвоста. С его помощью она может плавать как вперед, так и назад.

Спрятавшись среди растений, угорь периодически сканирует электричеством окружающее его пространство.

Таким образом он может найти даже неподвижную жертву. Его кожа обильно снабжена рецепторами, которые могут уловить незначительные импульсы электрического тока, создаваемого другими животными.

Затаившись в засаде, охотник поджидает свою добычу, а потом парализует ее разрядом. Имея слабые зубы, он полностью заглатывает свою жертву.

Между собой угри общаются слабыми разрядами. Доминирующий самец производит громкие и частые сигналы, а самки применяют короткие и более длинные.

Размножение

Биологами не обнаружено признаков отличия полов у электрических угрей. Иногда взрослые особи на некоторое время покидают постоянные места проживания. Никто не смог наблюдать место нереста представителей этого вида, и по сей день эта информация остается неизвестной. Предполагают, что они при помощи электрических разрядов распознают пол партнера и его половую зрелость.

Очевидно угри мечут икру, хотя этого никто еще не обнаружил. Через небольшой промежуток времени взрослые особи возвращаются обратно в окружении молодого потомства.

Длина молоди достигает 10 см. Они окрашены в светло-коричневый свет с мраморным рисунком. На первых порах молодые угри находятся под покровительством старших товарищей, хотя сами уже очень агрессивные и не любят нахождения поблизости никаких других рыб.

Описание

Длина взрослых особей достигает 2,5 м, а вес 45 кг. Тупоконечная голова широкая и большая. Ноздри расположены над верхней губой. Маленькие глаза изумрудно зеленого цвета находятся в верхней части головы.

Длинное довольно крупное тело имеет змеевидную форму. На нем отсутствует чешуя и по всему нему разбросаны электрические рецепторы в виде небольших отверстий. Анальный плавник тянется от брюха до хвоста. Электрический орган расположен по обе стороны хвоста. Верхняя часть тела окрашена в оливковый цвет, а брюшко в более светлые тона.

Продолжительность жизни электрического угря в природных условиях неизвестна. В неволе некоторые особи доживают до 18-20 лет.

Длина от 1 до 3 м, вес до 40 кг. Кожа у электрического угря голая, без чешуи, тело сильно удлинённое, округлое в передней части и несколько сжатое с боков в задней части. Окраска взрослых электрических угрей оливково-коричневая, нижняя сторона головы и горла ярко-оранжевая, край анального плавника светлый, глаза изумрудно-зелёные.

Интересно развитие у электрического угря в ротовой полости особых участков сосудистой ткани, которые позволяют ему усваивать кислород непосредственно из атмосферного воздуха. Для захватывания новой порции воздуха, угорь должен подниматься к поверхности воды по крайней мере один раз в пятнадцать минут, но обычно он проделывает это несколько чаще. Если рыбу лишить такой возможности, то она погибнет. Способность электрического угря использовать для дыхания атмосферный кислород позволяет ему в течение нескольких часов находиться вне воды, но только в том случае, если его тело и ротовая полость остаются влажными. Эта особенность обеспечивает повышенную выживаемость угрей в неблагоприятных условиях существования.

О размножении электрических угрей почти ничего не известно. Электрические угри неплохо приживаются в неволе и часто служат украшением больших публичных аквариумов . Эта рыба представляет опасность при непосредственном контакте с ней.

Интересным в структуре электрических угрей являются электрические органы , которые занимают более 2/3 длины тела. Генерирует разряд напряжением до 1300 В и силой тока до 1 A. Положительный заряд находится в передней части тела, отрицательный — в задней. Электрические органы используются угрём для защиты от врагов и для парализации добычи, которую составляют в основном некрупные рыбы. Есть так же дополнительный электрический орган, который играет роль локатора. Для человека он не опасен, но при ударе током будет очень больно.

Примечания

Категории:

  • Животные по алфавиту
  • Виды вне опасности
  • Гимнотообразные
  • Электрические рыбы
  • Животные, описанные в 1766 году
  • Рыбы Южной Америки

Wikimedia Foundation . 2010 .

Смотреть что такое «Электрический угорь» в других словарях:

    электрический угорь — Электрический угорь. электрический угорь (Electrophorus electricus), рыба семейства электроугревых. Эндемик Южной Америки. Тело удлинённое (около 2 м), весит до 20 кг, спинного и брюшных плавников нет. Окраска сверху оливково зелёная со светлыми… … Энциклопедический справочник «Латинская Америка»

    Рыба отряда карпообразных. Единственный вид семейства. Имеет электрические органы, занимающие ок. 4/5 длины тела. Дает разряд до 650 В (обычно меньше). Длина от 1 до 3 м, весит до 40 кг. В реках Амазонка и Ориноко. Объект местного промысла.… … Большой Энциклопедический словарь

    Рыба отряда карпообразных. Единственный вид семейства. Имеет электрические органы, занимающие около 4/5 длины тела. Дают разряд до 650 В (обычно меньше). Длина от 1 до 3 м, масса до 40 кг. Обитает в реках Амазонка и Ориноко. Объект местного… … Энциклопедический словарь

    ГИМНОТ ИЛИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ УГОРЬ костистая рыба из сем. угрей; вод. в Америке; обладает способностью производить сильные электр. удары. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Павленков Ф., 1907. ГИМНОТ или ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ УГОРЬ… … Словарь иностранных слов русского языка

    — (Electrophorus electricus) рыба семейства Electrophoridae отряда карпообразных. Обитает в пресных водах Центральной и Южной Америки. Тело голое, длиной до 3 м. Весит до 40 кг. Вдоль боков расположены Электрические органы. Спинных … Большая советская энциклопедия

    Рыба отр. карпообразных. единств. вид семейства. Имеет электрич. органы, занимающие ок. 4/5 длины тела. Дают разряд до 650 В (обычно меньше). Дл. от 1 до 3 м, масса до 40 кг. Обитает в pp. Амазонка и Ориноко. Объект местного промысла. Лаб.… … Естествознание. Энциклопедический словарь

    электрический угорь — elektrinis ungurys statusas T sritis zoologija | vardynas taksono rangas rūšis atitikmenys: lot. Electrophorus electricus angl. electric eel rus. электрический угорь ryšiai: platesnis terminas – elektriniai unguriai … Žuvų pavadinimų žodynas

    См. Электрические рыбы … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона

    Электрический сом … Википедия

    ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ, электрическая, электрическое. 1. прил. к электричество. Электрический ток. Электрическая энергия. Электрический заряд. Электрический разряд. || Возбуждающий, производящий электричество. Электрическая машина. Электрическая станция.… … Толковый словарь Ушакова

Книги

  • Искра жизни. Электричество в теле человека , Эшкрофт Фрэнсис. Все знают, что электричество приводит в действие машины, гораздо менее известно, что это же самое можно сказать о нас самих. Способность читать и понимать написанное, видеть и слышать, думать…

В таинственных и мутных водах Амазонки скрывается множество опасностей. Одну из них представляет электрический угорь (лат. Electrophorus electricus ) — единственный представитель отряда электрических угрей. Он водится на северо-востоке Южной Америки и встречается в небольших притоках среднего, а также нижнего течения мощной реки Амазонки.

Средняя длина взрослого электрического угря метр-полтора, хотя иногда встречаются и трехметровые экземпляры. Весит такая рыбка порядка 40 кг. Тело у нее удлиненное и немного сплющенное с боков. Собственно, на рыбу этот угорь не очень-то и похож: чешуи нет, из плавников только хвостовой да грудные, и плюс ко всему дышит он атмосферным воздухом.

Дело в том, что притоки, где обитает электрический угорь, слишком мелкие и мутные, а вода в них практически лишена кислорода. Поэтому природа наградила животное уникальными сосудистыми тканями в ротовой полости, с помощью которых угорь усваивает кислород прямо из наружного воздуха. Правда для этого ему приходится каждые 15 минут подниматься на поверхность. Зато если угорь вдруг окажется вне воды, он сможет прожить несколько часов, при условии, что его тело и рот не пересохнут.

Окрас у электрического угля оливково-коричневый, что позволяет ему оставаться незамеченным для потенциальной добычи. Только горло и нижняя часть головы ярко-оранжевые, но вряд ли это обстоятельство поможет несчастным жертвам электрического угря. Стоит ему содрогнуться всем своим скользким телом, как образуется разряд, напряжением до 650В (в основном 300-350В), который моментально убивает всю находящуюся поблизости мелкую рыбешку. Добыча падает на дно, а хищник подбирает ее, заглатывает целиком и умащивается неподалеку, чтобы немного отдохнуть.

Интересно, как же ему удается сгенерировать такой мощный разряд? Просто все его тело покрывают специальные органы, которые состоят из особых клеток. Эти клетки последовательно соединены между собой при помощи нервных каналов. В передней части тела «плюс», в задней «минус». Слабое электричество образуется в самом начале и, проходя последовательно от органа к органу, оно набирает силу, чтобы ударить как можно более эффективно.

Сам электрический угорь считает, что наделен надежной защитой, поэтому не спешит сдаваться даже более крупному противнику. Бывали случаи, когда угри не пасовали даже перед крокодилами, а уж людям и вовсе стоит избегать встреч с ними. Конечно, вряд ли разряд убьет взрослого человека, однако ощущения от него будут более чем неприятные. К тому же есть риск потери сознания, а если при этом находиться в воде, можно запросто утонуть.

Электрический угорь весьма агрессивен, нападает он сразу и не собирается никого предупреждать о своих намерениях. Безопасное расстояние от метрового угря составляет не меньше трех метров — этого должно хватить, чтобы избежать опасного тока.

Кроме основных органов, вырабатывающих электричество, есть у угря и еще один, при помощи которого он разведывает окружающую обстановку. Этот своеобразный локатор испускает низкочастотные волны, которые, возвращаясь, оповещают своего хозяина о находящихся впереди преградах или наличии подходящей живности.

Люди узнали про электрических рыб довольно давно: ещё в Древнем Египте для лечения эпилепсии использовали электрического ската, анатомия электрического угря подсказала Алессандро Вольте идею его знаменитых батарей, а Майкл Фарадей, «отец электричества», использовал того же угря в качестве научного оборудования. Современные биологи знают, что можно ждать от таких рыб (почти двухметровый угорь может сгенерировать 600 вольт), кроме того, более-менее известно, что за гены формируют такой необычный признак — нынешним летом группа генетиков из Университета Висконсина в Мадисоне (США) опубликовала работу с полным сиквенсом генома электрического угря. Предназначение «электроспособностей» тоже понятно: они нужны для охоты, для ориентации в пространстве и для защиты от других хищников. Неизвестным оставалось лишь одно — как именно рыбы пользуются своим электрошоком, что за стратегию используют.

Для начала немного о самом главном герое.

В таинственных и мутных водах Амазонки скрывается множество опасностей. Одну из них представляет электрический угорь (лат. Electrophorus electricus ) — единственный представитель отряда электрических угрей. Он водится на северо-востоке Южной Америки и встречается в небольших притоках среднего, а также нижнего течения мощной реки Амазонки.

Средняя длина взрослого электрического угря метр-полтора, хотя иногда встречаются и трехметровые экземпляры. Весит такая рыбка порядка 40 кг. Тело у нее удлиненное и немного сплющенное с боков. Собственно, на рыбу этот угорь не очень-то и похож: чешуи нет, из плавников только хвостовой да грудные, и плюс ко всему дышит он атмосферным воздухом.

Дело в том, что притоки, где обитает электрический угорь, слишком мелкие и мутные, а вода в них практически лишена кислорода. Поэтому природа наградила животное уникальными сосудистыми тканями в ротовой полости, с помощью которых угорь усваивает кислород прямо из наружного воздуха. Правда для этого ему приходится каждые 15 минут подниматься на поверхность. Зато если угорь вдруг окажется вне воды, он сможет прожить несколько часов, при условии, что его тело и рот не пересохнут.

Окрас у электрического угля оливково-коричневый, что позволяет ему оставаться незамеченным для потенциальной добычи. Только горло и нижняя часть головы ярко-оранжевые, но вряд ли это обстоятельство поможет несчастным жертвам электрического угря. Стоит ему содрогнуться всем своим скользким телом, как образуется разряд, напряжением до 650В (в основном 300-350В), который моментально убивает всю находящуюся поблизости мелкую рыбешку. Добыча падает на дно, а хищник подбирает ее, заглатывает целиком и умащивается неподалеку, чтобы немного отдохнуть.

Электрический угорь имеет особые органы, состоящие из многочисленных электрических пластинок — видоизмененных мышечных клеток, между мембранами которых образуется разность потенциалов. Органы занимают две трети массы тела этой рыбы.

Впрочем, электрический угорь может генерировать разряды и с меньшим напряжением — до 10 вольт. Поскольку у него плохое зрение, он использует их как радар, для навигации и поиска добычи.

Электрические угри могут быть огромных размеров, достигая 2, 5 метра в длину и 20 килограммов в весе. Они обитают в реках Южной Америки, например, в Амазонке и Ориноко. Там питаются рыбой, земноводными, птицами и даже мелкими млекопитающими.

Поскольку электрический угорь усваивает кислород непосредственно из атмосферного воздуха, ему приходится очень часто подниматься к поверхности воды. Он должен это делать, по крайней мере, один раз в пятнадцать минут, но обычно это происходит чаще.

На сегодняшний день известно мало случаев гибели людей после встречи с электрическим угрем. Тем не менее многочисленные электрические удары могут привести к дыхательной или сердечной недостаточности, из-за чего человек может утонуть даже на мелководье.

Все его тело покрывают специальные органы, которые состоят из особых клеток. Эти клетки последовательно соединены между собой при помощи нервных каналов. В передней части тела «плюс», в задней «минус». Слабое электричество образуется в самом начале и, проходя последовательно от органа к органу, оно набирает силу, чтобы ударить как можно более эффективно.

Сам электрический угорь считает, что наделен надежной защитой, поэтому не спешит сдаваться даже более крупному противнику. Бывали случаи, когда угри не пасовали даже перед крокодилами, а уж людям и вовсе стоит избегать встреч с ними. Конечно, вряд ли разряд убьет взрослого человека, однако ощущения от него будут более чем неприятные. К тому же есть риск потери сознания, а если при этом находиться в воде, можно запросто утонуть.

Электрический угорь весьма агрессивен, нападает он сразу и не собирается никого предупреждать о своих намерениях. Безопасное расстояние от метрового угря составляет не меньше трех метров — этого должно хватить, чтобы избежать опасного тока.

Кроме основных органов, вырабатывающих электричество, есть у угря и еще один, при помощи которого он разведывает окружающую обстановку. Этот своеобразный локатор испускает низкочастотные волны, которые, возвращаясь, оповещают своего хозяина о находящихся впереди преградах или наличии подходящей живности.

Зоолог Кеннет Катания (Kenneth Catania) из Университета Вандербильта (США), наблюдая за электрическими угрями, которые жили в специально оборудованном аквариуме, заметил, что рыбы могут разряжать свою батарею тремя разными способами. Первый — это низковольтные импульсы, предназначенные для ориентации на местности, второй — последовательность двух-трёх высоковольтных импульсов, длящихся несколько миллисекунд, наконец, третий способ — относительно долгий залп высоковольтных и высокочастотных разрядов.

Когда угорь нападает, он посылает добыче много вольт на высокой частоте (способ номер три). Трёх-четырёх миллисекунд такой обработки хватает, чтобы обездвижить жертву — то есть можно сказать, что угорь использует дистанционный электрошок. Причём частота его намного превышает искусственные приспособления: например, дистанционный шокер Тайзер подаёт 19 импульсов в секунду, тогда как угорь — целых 400. Парализовав жертву, он должен, не теряя времени, быстро схватить её, иначе добыча придёт в себя и уплывёт.

В статье в Science Кеннет Катания пишет, что «живой электрошокер» действует так же, как искусственный аналог, вызывая сильное непроизвольное сокращение мышц. Механизм действия удалось определить в своеобразном опыте, когда в аквариум к угрю клали рыбу с разрушенным спинным мозгом; между собой их разделял электропроницаемый барьер. Контролировать мышцы рыба не могла, однако они сокращались сами в ответ на электроимпульсы извне. (Угря провоцировали на разряд, подкидывая ему червей в качестве корма.) Если же рыбе с разрушенным спинным мозгом вводили ещё и нервнопаралитический яд кураре, то электричество от угря никак на неё действовало. То есть мишенью электроразрядов были именно моторные нейроны, управляющие мышцами.

Однако всё это происходит, когда угорь уже определил себе добычу. А если добыча затаилась? По движению воды её тогда уже не найдёшь. К тому же сам угорь охотится ночью, и при том не может похвастаться хорошим зрением. Чтобы найти добычу, он использует разряды второго рода: короткие последовательности из двух-трёх высоковольтных импульсов. Такой разряд имитирует сигнал моторных нейронов, побуждая сокращаться все мышцы потенциальной жертвы. Угорь как бы приказывает ей обнаружить себя: по телу жертвы проходит мышечный спазм, она начинает дёргаться, а угорь ловит колебания воды — и понимает, где спряталась добыча. В похожем опыте с рыбой с разрушенным спинным мозгом её отделяли от угря уже электронепроницаемым барьером, однако волны воды от неё угорь мог чувствовать. Одновременно рыбу соединяли со стимулятором, так что её мышцы сокращались по желанию экспериментатора. Оказалось, что если угорь испускал короткие «импульсы обнаружения», и одновременно рыбу заставляли дёргаться, то угорь нападал на неё. Если же рыба никак не отвечала, то угорь на неё, естественно, никак не реагировал — он просто не знал, где она находится.

Электрический угорь — опаснейшая рыба среди всех электрических рыб. По количеству человеческих жертв, она даже опережает легендарную пиранью. Этот угорь (кстати, к обыкновенным угрям он не имеет никакого отношения) способен испускать мощный электрический заряд. Если взять молодого угря в руки, то ощущаешь легкое покалывание, а это, с учетом того, что малюткам всего несколько дней и размером они лишь 2-3 см. Легко представить, какие ощущения получишь, если прикоснешься к двухметровому угрю. Человек при таком тесном общении получает удар в 600 В и от него можно умереть. Мощные силовые волны электрический угорь посылает до 150 раз в сутки. Но самое странное то, что, несмотря на такое оружие, питается угорь в основном, мелкой рыбешкой.

Чтобы убить рыбу, электрическому угрю достаточно содрогнуться, выпустив ток. Жертва погибает мгновенно. Угорь хватает её со дна, обязательно с головы, а затем, опустившись на дно, несколько минут переваривает добычу.

Живут электрические угри в неглубоких реках Южной Америки, в большом количестве встречаются в водах Амазонки. В тех местах, в которых живет угорь, чаще всего большой недостаток кислорода. Поэтому у электрического угря появилась особенность поведения. Под водой угри находятся около 2 часов, а потом выплывают на поверхность и дышат там в течение 10 минут, тогда как обычным рыбам достаточно всплывать на несколько секунд.

Электрические угри — крупные рыбы: средняя длина взрослых особей составляет 1-1,5 м, весит до 40 кг. Тело удлиненное, немного сплюснуто с боков. Кожа голая, не покрыта чешуей. Плавники очень развиты, с их помощью электрический угорь способен с легкостью передвигаться во все стороны. Окраска взрослых электрических угрей коричневая, нижняя сторона головы и горла — ярко-оранжевая. Окраска молодых особей бледнее.

Самое интересное в строении электрических угрей — это его электрические органы, которые занимают более 2/3 длины тела. Положительный полюс этой «батареи» лежит в передней части тела угря, отрицательный — в задней. Наибольшее напряжение разряда, по наблюдениям в аквариумах, может достигать 650 В, но обычно оно меньше, и у рыб метровой длины не превышает 350 В. Этой мощности хватит, чтобы зажечь 5 электрических лампочек. Основные электрические органы используются угрем для защиты от врагов и для того, чтобы парализовать добычу. Есть еще один дополнительный электрический орган, но поле, вырабатываемое им, играет роль локатора: с помощью помех, возникающих в пределах этого поля, угрю приходит информация о препятствиях на пути или о приближении потенциальной добычи. Частота этих локационных разрядов очень маленькая и для человека практически неощутима.

Сам разряд, который вырабатывают электрические угри, не является смертельным для людей, но все же он очень опасен. Если, находясь под водой, получить удар током, можно запросто потерять сознание.

Электрический угорь агрессивен. Может напасть без предупреждения, даже если никакой угрозы для него не существует. Если что-то живое попадет в зону действия его силового поля, то угорь не станет прятаться или уплывать прочь. Лучше самому человеку отплыть в сторону, если на пути покажется электрический угорь. Не стоит подплывать к этой рыбе на расстояние меньше, чем 3 метра, именно это и есть основной радиус действия поля метрового угря.

Длина: до 3 метров
Вес: до 40 кг
Место обитания: неглубокие реки Южной Америки, в большом количестве встречаются в водах Амазонки.

Электрический угорь

Электрический угорь
Научная классификация
промежуточные ранги

Домен: Эукариоты
Царство: Животные
Подцарство: Эуметазои
Без ранга: Двусторонне-симметричные
Без ранга: Вторичноротые
Тип: Хордовые
Подтип: Позвоночные
Инфратип: Челюстноротые
Группа: Рыбы
Группа: Костные рыбы
Класс: Лучепёрые рыбы
Подкласс: Новопёрые рыбы
Инфракласс: Костистые рыбы
Надотряд: Костнопузырные
Серия: Отофизы
Подсерия: Siluriphysi
Отряд: Гимнотообразные
Семейство: Gymnotidae
Род: Electrophorus Gill, 1864
Вид: Электрический угорь
Международное научное название

Electrophorus electricus (Linnaeus, 1766)

Синонимы
  • Electrophorus multivalvulus Nakashima, 1941
  • Gymnotus electricus Linnaeus, 1766
  • Gymnotus regius Chiaje, 1847
  • Gymnotus tremulus Houttuyn, 1764
Охранный статус
Вызывающие наименьшие опасения
IUCN 3.1 Least Concern: 167700
Систематика
на Викивидах
Изображения
на Викискладе
ITIS 163322
NCBI 8005
EOL 206595

Электрический угорь (лат. Electrophorus electricus) — рыба из отряда гимнотообразных, единственный вид рода Electrophorus. Несмотря на внешнее сходство, не родствен настоящим угрям.

> Ареал

Населяют реки северо-восточной части Южной Америки и притоки среднего и нижнего течения Амазонки.

История

Первые сведения об электрическом угре европейцы получили от испанских завоевателей. Первое детальное описание было сделано в 1729 году. В 1766 году Карл Линней описал вид на основе работ нидерландского учёного Яна Гроновиуса, дав ему научное название Gymnotus electricu.

Натуралисты не сразу поверили, что эти рыбы наносят удар именно электричеством. Предполагалось, что они каким-то загадочным способом «замораживают» свою жертву. Однако в июне 1772 года член Королевского сообщества Джон Уолш доказал, что угри используют электричество для оглушения своих жертв.

Описание

Длина от 1 до 3 м, вес до 40 кг. Кожа у электрического угря голая, без чешуи, тело сильно удлинённое, округлое в передней части и несколько сжатое с боков в задней части. Окраска взрослых электрических угрей оливково-коричневая, нижняя сторона головы и горла ярко-оранжевая, край анального плавника светлый, глаза изумрудно-зелёные.

Плавательный пузырь угрей имеет очень большие размеры, у крупных экземпляров он достигает 80 см в длину. Главный орган движения этой рыбы – анальный плавник, в то время, как хвостовые и брюшные не развиты или отсутствуют вовсе.

Электрические угри имеют аппарат Вебера, который соединяет ухо с плавательным пузырём, что значительно расширяет возможности их слуха.

Боковая линия расположена в верхней части тела и едва заметна. В ней есть электрические клетки-рецепторы, которыми угорь замечает малейшие изменения давления в воде.

Электрические органы

Интересным в структуре электрических угрей являются электрические органы, которые занимают около 4/5 длины тела. Угорь генерирует разряд напряжением до 860 В и силой тока до 1 A. Положительный заряд находится в передней части тела, отрицательный — в задней. Электрические органы используются угрём для защиты от врагов и для парализации добычи, которую составляют в основном некрупные рыбы. Есть также дополнительный электрический орган, который играет роль локатора. Удар током взрослого электрического угря способен оглушить лошадь.

Образ жизни

О размножении электрических угрей почти ничего не известно. Электрические угри неплохо приживаются в неволе и часто служат украшением больших публичных аквариумов. Эта рыба представляет опасность при непосредственном контакте с ней.

Характеристика биотопа

Электрический угорь в дикой природе

Электрический угорь живет в болотистой местности, где много стариц, прудов и озер, которые постепенно зарастают растительностью и превращаются в болота. В такой мутной и грязной воде угорь отдыхает и прячется.

Дыхание

Интересно развитие у электрического угря в ротовой полости особых участков сосудистой ткани, которые позволяют ему усваивать кислород непосредственно из атмосферного воздуха. Для захватывания новой порции воздуха угорь должен подниматься к поверхности воды по крайней мере один раз в 15 минут, но обычно он проделывает это несколько чаще. Если рыбу лишить такой возможности, она погибнет. Способность электрического угря использовать для дыхания атмосферный кислород позволяет ему в течение нескольких часов находиться вне воды, но только если его тело и ротовая полость остаются влажными. Эта особенность обеспечивает повышенную выживаемость угрей в неблагоприятных условиях существования.

Использование электроэнергии

Электроимпульсы передаются нервными волокнами в нейроны головного мозга, именно так передаются различные сигналы, которые воспринимает организм. Особые электрические органы служат рыбам для ориентации, обороны, охоты и общения. Электрические разряды способны выдавать около 250 видов рыб.

Электрический угорь в аквариуме, Париж, Франция

Электрические органы служат прежде всего для ориентирования, а также орудием охоты и защиты. Однако, среди всех представителей фауны только два вида рыб (угри и скаты) производят заряд такой силы, что может парализовать или даже убить человека. В теле угрей и скатов настолько мощное электричество, что они способны применять его в качестве оружия.

Навигация

Как и все электрические рыбы, электрические угри способны применять слабые электрические сигналы для навигации и социальной коммуникации с другими электрическими угрями в темноте или в мутной воде. Для ориентации рыба применяет слабое напряжение (10 В), а электрическое поле простирается в радиусе 5 метров.

Некоторые из электрических рецепторов настроены на выявление неэлектрических рыб, другие специализированы для обнаружения сигналов сородичей. Способность выявлять электрические сигналы позволяет угрям чувствовать даже сердцебиение других рыб.

Охота

Для охоты угорь использует напряжение 300—600 В. Атака электрического угря состоит из 4—8 разрядов, однако они короткие: продолжаются лишь две-три тысячных секунды. Приблизившись к жертве, угорь осуществляет электрический разряд, и преследуемая рыба, а также все живые существа вокруг впадают в оцепенение — угрю остается только выбирать наиболее подходящую жертву. Широко раскрыв пасть, он одну за другой глотает рыб, крабов и других мелких животных; во время глотания он сопит и поднимает шум, слышимый издалека.

Взаимодействие с другими хищниками

Электрический угорь представляет собой опасность для всех водных обитателей. Черепахи, лягушки, ящерицы, даже взрослые анаконды и кайманы предпочитают держаться от него подальше. Однако иногда молодые и неопытные кайманы все же решаются напасть на электрического угря и, как правило, отступают, получив электрический заряд. Взрослые чёрные кайманы, а также крокодилы слишком велики, чтобы быть иммобилизированными электрическим угрём, и поедают этих рыб от случая к случаю.

В культуре

  • Во 2-й серии телефильма «Дикий мир будущего» и нескольких сериях мультсериала есть искрыбы — потомки электрического угря, живущие в будущем через 100 млн лет. В мультсериале (1-я серия «Электрический рыбак») происходящее показано частично с их точки зрения.
  • Матанка Зумбидо — существо-электрический угорь в телесериале «Гримм» (s4e11 «Смерть не разлучит нас»).

Примечания

  1. Решетников Ю. С., Котляр А. Н., Расс Т. С., Шатуновский М. И. Пятиязычный словарь названий животных. Рыбы. Латинский, русский, английский, немецкий, французский. / под общей редакцией акад. В. Е. Соколова. — М.: Рус. яз., 1989. — С. 131. — 12 500 экз. — ISBN 5-200-00237-0.
  2. Электрическое чувство. elementy.ru. Дата обращения 9 января 2016.
  3. Electrophorus electricus (Electric eel). Animal Diversity Web. Дата обращения 9 января 2016.
  4. Electric Eels Info: WhoZoo. whozoo.org. Дата обращения 9 января 2016.
  5. Светлана Ястребова. Электрический угорь оказался тремя разными видами. nplus1.ru. Дата обращения 11 сентября 2019.
  6. How does an electric eel produce electricity? in The AnswerBank: Animals & Nature. www.theanswerbank.co.uk. Дата обращения 9 января 2016.
  7. Электрический угорь — статья из Большой советской энциклопедии
  8. GSA. Рыбьи тайны об электричестве — PhysBook. www.physbook.ru. Дата обращения 10 января 2016.
  9. Electric Eels Info: WhoZoo. whozoo.org. Дата обращения 10 января 2016.
  10. Electrophorus electricus (Electric eel). Animal Diversity Web. Дата обращения 10 января 2016.
  11. Матанка Зумбидо — Гримм вики

Книга: 100 великих рекордов живой природы

Скрыть рекламу в статье

Семейство содержит лишь один род с единственным видом — электрический угорь (Electrophorus electricus). Электрические угри населяют неглубокие реки северо-восточной части Южной Америки и притоки среднего и нижнего течения Амазонки.

В этих слабопроточных, сильно заросших, заиленных водоемах часто возникает резкий недостаток кислорода. Вероятно, именно это обстоятельство вызвало развитие у электрического угря в ротовой полости особых участков сосудистой ткани, которая позволяет ему усваивать кислород непосредственно из атмосферного воздуха. Для захватывания новой порции воздуха угорь должен подниматься к поверхности воды по крайней мере один раз в 15 минут, но обычно он проделывает это несколько чаще. Если электрического угря лишить такой возможности, то он погибнет и, как это ни парадоксально звучит по отношению к рыбе, утонет. Способность электрического угря использовать для дыхания атмосферный кислород позволяет ему в течение нескольких часов без всякого вреда для себя находиться вне воды, но только в том случае, если его тело и ротовая полость остаются влажными. Такая особенность не только обеспечивает выживание угрей в крайне неблагоприятных условиях существования, но и делает их чрезвычайно удобными лабораторными животными для проведения экспериментов.

Электрические угри — крупные рыбы, средняя длина взрослых особей составляет 1–1,5 м, а наибольший из известных экземпляров достигал почти трехметровой длины. Кожа у электрического угря голая, без чешуи; тело сильно удлиненное, округлое в передней части и несколько сжатое с боков в задней. Спинного и брюшных плавников у электрического угря нет, а грудные очень невелики и при движении рыбы, по-видимому, играют лишь роль стабилизаторов. Основным органом движения угря служит огромный анальный плавник, насчитывающий до 350 лучей и тянущийся от анального отверстия до конца хвоста. С помощью волнообразных движений плавника угорь с одинаковой легкостью может перемещаться вперед и назад, вверх и вниз.

Окраска взрослых электрических угрей оливково-коричневая, нижняя сторона головы и горла ярко-оранжевая, край анального плавника светлый, глаза изумрудно-зеленые. Окраска молодых рыб более светлая, охристого оттенка, иногда с мраморным рисунком.

Наиболее интересная особенность электрических угрей — огромные электрические органы, занимающие около 4/5 длины тела. Положительный полюс «батареи» лежит в передней части тела угря, отрицательный — в задней, т. е. обратно тому, что имеет место у африканских электрических сомов. Наибольшее напряжение разряда, по наблюдениям в аквариумах, может достигать 650 В, но обычно оно меньше, и у рыб метровой длины в среднем не превышает 350 В. Сила тока при этом, однако, не очень велика — всего 0,5–0,75 А, так что даже шестисотвольтовый разряд не может вызвать у человека смертельного шока. Правда, по мере роста рыбы сила тока существенно возрастает (до 2 А), и каким может оказаться результат удара током от трехметровой рыбы, сказать трудно.

Основные электрические органы используются угрем для защиты от врагов и для парализации добычи, которую составляют в основном некрупные рыбы. Кроме мощных высоковольтных органов, у электрических угрей имеются еще два типа низковольтных. Назначение одного из них неясно; известно лишь, что он действует в связи с основной «батареей». Второй тип «вспомогательного» электрического органа играет роль локатора, служащего для обнаружения препятствий на пути движения, а у старых рыб и для поисков пищи, так как с возрастом зрение у электрических угрей, по-видимому, резко ухудшается. Частота таких локационных разрядов при спокойном состоянии рыбы не превышает 20–30 в секунду, но при возбуждении может достигать и 50.

О размножении и развитии электрических угрей, как и других гимнотовидных рыб, почти ничего не известно. Согласно немногочисленным наблюдениям, ко времени размножения электрические угри покидают свои обычные места обитания и возвращаются в них уже в сопровождении подросшей молоди, которая начинает вести самостоятельный образ жизни, достигнув в длину 10–12 см.

Электрические угри с успехом содержатся в неволе и часто служат украшением больших общественных аквариумов. Воду в аквариуме не рекомендуется часто менять. Иначе у электрических угрей на теле возникают язвы, и они погибают. Это явление, по-видимому, связано с тем, что слизь, выделяемая угрями, содержит какой-то антибиотик, который, накапливаясь в воде, предохраняет рыб от язвенных заболеваний.

Электрические органы — парные образования у ряда рыб, способные генерировать электрические разряды; служат для защиты, нападения, внутривидовой сигнализации и ориентации в пространстве. Они развились в процессе эволюции независимо у нескольких неродственных групп пресноводных и морских рыб. Были широко представлены у ископаемых рыб и бесчелюстных; известны у более 300 современных видов. Расположение, форма и строение этих органов у различных видов разнообразны. Они могут находиться симметрично по бокам тела в виде почкоподобных образований (электрические скаты и электрические угри) или подкожного тонкого слоя (электрический сом), нитевидных цилиндрических образований (мормириды и гимнотиды), в подглазничном пространстве (американский звездочет), могут составлять, например, до 1/6 (электрические скаты) и 1/4 (электрические угри и сом) массы рыбы. Каждый орган состоит из многочисленных собранных в столбики электрических пластинок — видоизмененных (уплощенных) мышечных, нервных или железистых клеток, мембраны которых являются электрическими генераторами. Количество пластинок и столбиков в органах разных видов рыб различно: у электрического ската около 600 расположенных в виде пчелиных сотов столбиков по 400 пластин в каждом, у электрического угря — 70 горизонтально размещенных столбиков по 6000 в каждом, у электрического сома электрические пластины, около 2 млн, распределены беспорядочно. Разность потенциалов, развиваемая на концах органов при незамкнутой электрической цепи, может достигать 1200 В (электрический угорь), а мощность разряда в импульсе до 1,5 кВт. Последнее относится, естественно, к цепи замкнутой, когда рыба находится в воде.

Очень мощные разряды и у электрического ската Torpedo occidentalis, живущего в океане. Соленая вода лучше проводит электрический ток.

Разряды излучаются сериями, форма, продолжительность и последовательность которых зависят от степени возбуждения и вида рыбы. Частота следования импульсов связана с их назначением (например электрический скат излучает 10–12 «оборонных» и от 14 до 562 «охотничьих» импульсов в секунду в зависимости от размера жертвы). Величина напряжения в разряде колеблется от 220 (электрические скаты) до 600 В (электрические угри). Рыбы, обладающие электрическими органами, переносят без вреда напряжения, которые убивают рыб, не имеющих их (электрический угорь — до 220 В). Электрические разряды крупных рыб опасны для человека.

Электрический угорь Мигель уже вовсю трудится над созданием праздничного настроения

Свою лепту в предстоящие рождественские праздники готов внести электрический угорь по прозвищу Мигель Уотсон, проживающий в аквариуме города Чаттануга, штат Теннеси (США): на глазах десятков посетителей аквариума он зажигает своим электричеством лампочки на стоящей рядом елке.

Как ему это удается? По словам директора аквариума Тома Бенсона, команда специалистов создала специальную систему, которая использует сенсоры для обнаружения электричества, генерируемого Мигелем.

Когда в результате напряженной работы Мигель «разряжается», елка едва мерцает, зато в минуты его возбуждения она ярко загорается. Одним словом, елочные лампочки в данном случае выполняют функцию индикатора интенсивности и длительности электрических разрядов угря.

Для справки: в организме угрей «электрические» органы занимают порядка 4/5 длины их тела. Угорь способен генерировать разряд напряжением до 860 В и силой тока до 1 А. При этом положительный заряд находится в передней части тела, а отрицательный – сзади. С помощью электрических разрядов угорь добывает себе пищу, охотясь на небольших рыб.

Кроме того, у Мигеля есть собственный аккаунт в Twitter, где он регулярно делится «наэлектризованными» мыслями типа «ZAP» или «BA-BOOOM», которые отправляются подписчикам и посетителям его странички через систему, фиксирующую всплески электрической активности.

Электрический угорь вдохновил учёных на создание нового элемента питания

Электрический угорь – поистине удивительное существо. Когда натуралисты впервые столкнулись с ним в XVIII веке, то даже не сразу поверили, что эта рыба наносит своим жертвам удар электрическим током. Однако против фактов не попрёшь. И вот спустя два с половиной столетия учёные вдохновились электрическим угрём для того, чтобы создать принципиально новый элемент питания, который в будущем можно будет использовать в носимой электронике, а также при изготовлении «умной одежды».

Электрические органы занимают около 4/5 всей длины тела угря. Эта рыба способна генерировать разряд напряжением до 1300 вольт и силой тока до 1 ампера. Положительный заряд находится в передней части тела, а отрицательный – в задней. Электрические органы используются угрями для защиты от врагов, а также для обездвиживания жертв, которых угри употребляют в пищу. В основном это некрупные рыбы, хотя такой удар током вполне способен оглушить даже лошадь. Среди всех представителей фауны заряд такой силы способны произвести только электрические угри и скаты. Человека подобный заряд может парализовать и даже убить.

Электрические органы угрей состоят из многочисленных собранных в столбики электрических пластинок, которые представляют собой видоизменённые и уплощенные мышечные, нервные и железистые клетки. Между мембранами этих клеток и генерируется разность потенциалов. У угря в организме 70 горизонтально размещённых столбиков по 6000 пластинок в каждом. Пластинки в каждом столбике соединены последовательно, а электрические столбики между собой – параллельно.

По подобию электрических угрей учёные из шанхайского Университета Фудань создали эластичные волокна, которые вполне можно вплетать в одежду или использовать в качестве источника питания носимой электроники. Волокна эти производят достаточно энергии, чтобы питать источники света или электронные гаджеты. Это не первый случай, когда исследователи находят своё вдохновение в живой природе, но от этого результаты их экспериментов не выглядят менее впечатляющими.

Полученные волокна представляют собой некое подобие конденсаторов, которые способны высвобождать энергию гораздо быстрее, нежели традиционные батареи, однако их ёмкость при этом крайне невелика. Первые образцы волокон были получены путём оборачивания листа из углеродных нанотрубок вокруг резинового стержня толщиной в 500 микрон. Нанотрубки не полностью покрывают резиновый сердечник, оголяя его поверхность с определённым шагом. Благодаря этому волокно состоит из проводящих электричество и изолирующих сегментов. Получившиеся в итоге волокна исследователи покрыли проводящим электролитным гелем.

Чем большее число последовательных проводящих и изоляционных сегментов насчитывает волокно, тем большее напряжение оно способно сгенерировать. К примеру, волокно длиной 12 метров способно создать напряжение около 1000 вольт, о чём исследователи сообщили в своей публикации в журнале Advanced Materials ещё 14 января. Предыдущие попытки воспроизвести ткани электрических угрей предполагали использование металлических проводов в качестве сердечников, поэтому получавшиеся волокна не были достаточно гибки для их широкого использования в промышленности.

Волокна на основе резиновых сердечников вполне годятся для создания принципиально новых материалов, таких как эластичная ткань с вплетёнными в неё элементами питания. Во время исследований учёным уже удалось создать браслет, который самостоятельно питал электронные часы, а также футболку, которая обеспечивала энергией встроенные в неё 57 светодиодов. В будущем подобная технология вполне может стать неотъемлемой частью нашего быта. А пока остаётся лишь ждать и надеяться, что у учёных получится найти инвесторов для скорейшего вывода своего изобретения на рынок.

Как угорь бьет током?

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *