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电鳗为什么会放电的原因分析

沙娣 2017-10-10 12:00:29 手机版

  要说起这个电鳗,可是潜水员的噩梦,因为这个家伙会放电,而且放出的电压还很高,今天小编分享的是电鳗会放电的原因,希望对大家有所帮助。

  电鳗会放电的原因

  早在19世纪就有一名美国科学家对电鳗进行了解剖和测试,他发现电鳗的放电器官只是分布在身体两侧的部位。并且电鳗身体内的主要器官以及大部分身体,都被一种绝缘性能很好的构造给包裹住了。我们都知道水是一种优良的导体,所以电鳗在水中放电攻击敌人的时候,电流会沿着水传递,而不是自己的身体。

  那么,在什么样的情况下电鳗放电才会电到自己呢?答案就是在空气中。一旦电鳗的身体离开了水,而身边又没有优良导体的情况下,电鳗放出来的电就只能靠着自己这个“不良导体”来传递。所以啊电鳗离不开水,就像瓜儿离不开秧。

  此外需要说明的是,很多人以为电鳗是出生在河流之中,甚至不少人都认为只有南美洲的亚马逊河才有电鳗。我只能告诉你这样的观点都是错误的!电鳗最初的出生地是在海洋里,它们实际上是一种降河性洄游鱼类,电鳗在海洋中出生,然后溯河到淡水河流中长大。

  另外电鳗也不仅仅只是在亚马逊河流域才有,事实上电鳗的种类不止一种,分布的范围也很广泛。美洲电鳗和欧洲电鳗出生时在大西洋海域,然后回溯到亚马逊河、圭亚那河、奥里诺科河等流域。至于其他的电鳗品种则分布于太平洋和印度洋海域。这些奇特的辐鳍鱼纲生物会在水底找到昏暗的岩缝或者洞穴居住,白天呼呼大睡,晚上就带着高压电出门打猎,逮着谁电谁。

  电鳗释放电流的强弱和电压的高低,则主要看自身体型的大小。当电鳗不足1米的时候,随着自己身体的生长电压和电流都会增加。大部分的电鳗在长到1米以上的时候,电压基本上就不再变化了,所变化的只是电流的强弱。当然,电鳗的电流只会随着自己的成长而越来越强,毕竟自己身体上的“放电组件”越来越多了。而一条成年的美洲电鳗,一次性释放出的电流足矣将一头牛给电死。此外,它还可以在三米之外放电一次性杀死20条南美食人鱼。

  电鳗的放电能力

  电鳗虽名为“鳗”,但并不是鳗的一种,它在生物分类上和鲶鱼更为接近,皆置于骨鳔总目之下。电鳗的放电能力来自于它特化的肌肉组织所构成的放电体。肌肉组织几乎都能放电,占其身长的80%以上,有数以千计的放电体。电鳗的头部是负极,尾部是正极,每个放电体约可制造0.15伏特的电压,而当数千个放电体一起全力放电时的电压便高达600~800伏特,但这种高电压只能维持非常短暂的时间,而且放电能力会随着疲劳或衰老的程度而减退。电鳗能自由控制要放出什么程度的电力,一般认为电鳗放出低电力的目的是在警告、试探或侦测。

  电鳗之所以能不被自己或同类电到,那是因为电鳗体内的脂肪组织有很好的绝缘作用,而且电鳗本身已很适应微弱的带电环境。

  一项最新的研究表明,电鳗可以利用此电流对猎物进行“远程控制”,使躲藏着的鱼类抽搐从而暴露自己的位置。电鳗的电流还会诱导猎物的肌肉不自主地收缩,从而使其瘫痪。美国田纳西州范德比尔特大学生物学家肯尼斯·卡塔尼亚表示:“很明显,电鳗比人类更早发明泰瑟枪(发射带电镖箭使人暂时不能动弹的武器)。

  电鳗的放电特性

  放电的能力

  电鳗发电是一种捕食和打击敌害的手段,有时是一种生理需要。电鳗能随意放电,自己掌握放电时间和强度,发电器最主要的枢纽是器官的神经部分。

  电鳗是鱼类中放电能力最强的淡水鱼类,输出的电压达300~800伏,因此电鳗有水中“高压线”之称。电鳗的发电器的基本构造与电鳐相类似,也是由许多电板组成的。它的发电器分布在身体两侧的肌肉内,身体的尾端为正极,头部为负极,电流是从尾部流向头部。当电鳗的头和尾触及敌体,或受到刺激影响时即可发生强大的电流。电鳗的放电主要是出于生存的需要。因为电鳗要捕获其他鱼类和水生生物,放电就是获取猎物的一种手段。它所释放的电量,能够轻而易举地把比它小的动物击死,有时还会击毙比它大的动物,如正在河里涉水的马和游泳的牛也会被电鳗击昏。

  电鳗放电时的平均电压为350多伏,但也有过650伏的放电记录。美洲电鳗的最大电压竟达800多伏,这么强的电压足以击死一头牛。电鳗放电时产生的电流是极微弱的,一般不到1安培;有时观察到的电压为500伏,电流为2安培,即功率为1000瓦的短时放电。虽然发出的是直流电,但放电频率每秒可达300个脉冲。

  放电的损伤力

  放电的损伤力取决于鳗鱼的大小和机体的状况。当电鳗长不到1米时,电压随着电鳗的成长而增加。当长到1米后,只增加电流的强度。电鳗每秒钟能放电50次,但连续放电后,电流逐渐减弱,10~15秒钟后完全消失,休息一会后又能重新恢复放电能力。在水中3~6米范围内,常有人触及电鳗放出的电而被击昏,甚至因此跌入水中而被淹死。

  依靠电来感知周围环境

  电鳗尾部发出的电流,流向头部的感受器,因此在它身体周围形成一个弱电场。电鳗中枢神经系统中有专门的细胞来监视电感受器的活动,并能根据监视分析的结果指挥电鳗的行为,决定采取捕食行为或避让行为或其它行为。有人曾经做过这样一个实验:在水池中放置两根垂直的导线,放入电鳗,并将水池放在黑暗的环境里,结果发现电鳗总在导线中间穿梭,一点儿也不会碰导线;当导线通电后,电鳗迅速往后跑。这说明电鳗是靠“电感”来判断周围环境的。

  放电原理

  电鳗体内有一些细胞就像小型的叠层电池,当它被神经信号所激励时,能陡然使离子流通过它的细胞膜。电鳗体内从头到尾都有这样的细胞,就像许多叠在一起的叠层电池。当产生电流时,所有这些电池(每个电池电压约0.15伏)都串联起来,这样在电鳗的头和尾之间就产生了很高的电压。许多这样的电池组又并联起来,这样就能在体外产生足够大的电流。用这些电流足以将它的猎物或天敌击晕或击毙。淡水里的电鱼需要更多的电池串联在一起,因为淡水的电阻较大,产生同样的电流需要更高的的电压。

  电鳗自身不被电的原因

  电鳗的放电器官在身体的两侧,而且它大部分的身体或重要的器官都由绝缘性很高的构造包住,在水中就像是一个大电池。电流由电阻最小的通路经过,所以在水中放电时,电流会经由水(电阻比电鳗身体小)传递,电鳗并不会电到自已。但如果电鳗被抓到空气中,因空气的电阻比它身体的电阻更大,放电的话就会电到自已了。另外,如果电鳗受伤使两侧的绝缘体同时破损的话,放电时就会像两条裸露的电线一样发生短路的现象。

  捕食特点

  电鳗捕食的时候,首先悄悄地游近鱼群,然后可连续放出电流,受到电击的鱼马上晕厥过去,身体僵直,于是,电鳗乘机吞食它们。电鳗放电,有时也不一定是为了捕食,也可能是一种生理需要。被电鳗电死的鱼,往往超过它们食用所需要的量,这给渔业生产带来危害。

  南美洲土著居民利用电鳗连续不断地放电后,需要经过一段时间休息和补充丰富的食物后,才能恢复原有的放电强度的特点,先将一群牛马赶下河去,使电鳗被激怒而不断放电,待电鳗放完电精疲力尽时,直接捕捉。