电鳗为什么会放电?这是什么原理?

电鳗为什么会放电?这是什么原理?,第1张

电鳗是一种能在短时间内放电而闻名的鱼类,它是一种与鲶鱼形目的种类近缘的生物,输出的电压可以达到600-800伏,那么电鳗的电是怎么来的呢?

身体结构:

电鳗的身体结构和其他鱼类生物不太一样,电鳗的所有内脏都在头部挤成一团,相当于是脑袋后面就紧挨着屁股。看似是电鳗躯干的部分,其实绝大部分都是尾巴,并且在这里面装满了电器官。值得一提的是,提到放电的话,从细胞角度看起来并没有什么稀奇的,因为几乎所有动物的正常细胞,比如神经细胞和肌肉细胞都会放电。

细胞发电:

在细胞膜上有一种跨膜蛋白质也叫作钠钾泵,它唯一的功能就是消耗一个ATP后3个钠离子转运出细胞,同时将2个钾离子转入,相当于每次向外泵出一个正电荷,通过不断消耗ATP来搬运钠和钾离子,就可以在细胞的外面建立起来外正内负的电化学梯度,也就是放电状态。

此时如果打开一个钠离子的通道,钠离子就会产生一系列的连锁反应,导致更多的通道打开,大量的钠离子涌入细胞膜。于是膜附近电位瞬间反转变为内正外负,这其实就是一次放电。但是,即使所有动物的体内都有杂乱的电流,也无法像电鳗一样输出出去。

产生原理:

因为电鳗的电细胞,其特异之处在于两侧不对称的细胞膜结构。在细胞膜的膜上有大量且密集的钠离子,但是前膜则没有钠离子通道,这就让电鳗在放电的时候,动作电位在整个细胞的尺度上不会被相互抵消,前后膜之间大约可以产生100左右毫伏的电压。

其原理就像是电鳗身上有无数个叠层电池,然后当大脑发出了发电指令后,这些无数的电池就串联起来,通过这样有序的结构,只要几千个就可以产生百伏的电压,这就是电鳗发电的原理。

电鳗放电是其天生的技能,为了捕食猎物和保护自身。

电鳗是活的“发电机”,它尾部两侧的肌肉,是由有规则地排列着的6000—10000枚肌肉薄片组成,薄片之间有结缔组织相隔,并有许多神经直通中枢神经系统。

每枚肌肉薄片像一个小电池,只能产生150毫伏的电压,但近万个“小电池”串联起来,就可以产生很高的电压。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。

其实电鳗放电对自己的消耗也是非常大的,电鳗放电,主要是为了捕食猎物,还有就是自身受到威胁时,作为对自身的保护。抛开放电能力,它的捕食能力就会下降一大截,说不定哪天就饿死了,所以电鳗放电也是其天生的技能。

电鳗简介

电鳗是一种非常常见的南美洲鱼类,多在亚马逊和奥里诺科盆地出现。电鳗喜欢栖息在泥泞平静的水域、溪流、池塘和沼泽等低氧含量的地方。它们能在这种低含氧量的水域中生活,是因为它们会强制性地呼吸,即每隔十分钟左右就会浮出水面透透气。

电鳗也是一种夜间活动的物种,喜欢在阴暗的地方活动。它们的视力很差,但可以通过产生10伏左右的电流,在黑暗的水域中找到方向。它们还可以像雷达一样利用电流来寻找猎物。


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