书城科普读物科学文库——走访水中居民
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第8章 会放电的鱼

从原始的单细胞生物到高等动植物,都可不同程度地产生电,人们称之为生物电。不过生物细胞的电位是很微弱的,最大的电压也不过几毫伏,需要用精密的电子仪器才能测量出来。然而有些鱼类却能放出电压很高的鱼电。

动物都有自己的捕食绝招,电鱼的捕食绝招是放电。人们把能放电的鱼类称为“电鱼”,目前已经发现的品种就有500多种。会发电的鱼有些鱼类的身体都能发电,它们放出的电压,竟比我们生活用电的电压大好几倍。虽然种类不同,放电的灵敏度有高有低,但这些鱼类都是依靠放电击昏摄取物或吓退进攻者。

会发电的鱼

电鱼发电器产生的电压,随种类不同而有很大差别。双鳍电鳐号称“震手”产生的电压可达到45~80伏,在非洲尼罗河中生活的电鲶产生的电压能达到450伏左右。而南美洲的电鳗威力更大,可产生900伏的电压。如果人或是动物不小心碰到了这种电鳗,有可能遭电击而毙命生命。电鱼的放电频率高低不等,高频放电每秒可达250~280次;低频放电每秒只有10~20次。下面我们来看看放电能力最强的电鳗。

电鳗生活在南美洲亚马逊河和圭亚那河,外形鳗鲡极其相似。也许你不会想到电鳗和我们常见的鲤鱼是同类。电鳗的身体构造完美而特殊,它体长一般在2米左右,重可达20千克。它的全身光滑不像一般的鱼类一样全身覆盖着鱼鳞,背部3乘黑色腹部的颜色为橙黄色。电鳗没有背鳍和腹鳍,臀鳍特别长是游泳的主要器官。灵活无比的体形和弱电感应系统遍布的身体,几乎无孔不入、无处不在地威胁着她的猎物。电鳗的生存能力特别强,即使在最恶劣的水环境中,它都能生存。和普通的鱼类不同,它可以直接呼吸空气中的氧气。电鳗有超强的肌肉自愈能力,即使受伤,它的伤口也能很快愈合。不过电鳗的性情非常暴躁,加上它超强的放电能力可是说它是最危险的热带鱼了。

海底漫游的电鳗

电鳗是鱼类中放电能力最强的淡水鱼类,2米以上电鳗成鱼瞬间电压超过4000V,据说,他可以轻易电死一头牛。平时,它输出的电压一般在300~800伏,因此赢得了有水中的“高压线”之称。它所释放的电量,能够轻而易举地使它获得捕获猎物,有时还会击毙比它大的动物。电鳗的放电主要是为了获得食物,放电是获取食物的一种手段。

电鳗之所以能放出这样高的电,与它特殊的身体结构是分不开的。电鳗的发电器的构造与电鳐相似,它们的发电器都是由许多电板组成的。发电器呈长方形在它身体两侧的肌肉里,由无数肌肉组织的薄片组成。这些薄片有规则地排成柱状,薄片之间有结缔组织相隔,并且与神经相连。据研究,一条电鳗两侧的肌肉内各有60条柱,而每条柱约由6000~10000个薄片组成,每个薄片能产生的电压只有150毫伏并不是很大,但这些薄片的电压加在一起,串联起来产生的电压就能达到很高。这样的各个电柱再互相并联,就能放出很强的电流。正极是它身体的尾端,而负极则为头部,电流从尾部流向头部。当敌人不小心碰到电鳗的头和尾触时,它受到刺激时即可瞬间发出强大的电流。

电流从电鳗的尾部流向它头部,形成一个弱电场。电鳗有专门监视电感受器的活动的细胞,在它的中枢神经系统中。电鳗根据监视的结果调节它自己的行动。如果电场中一切正常,电鳗感受器活动也正常;如果电场中闯入一只小虾或小鱼,这只虾或小鱼就是强导体,促使感受器的活动加强,电鳗的中枢神经就会发出捕食的命令;如电场中出现一块石头,这样的石头就属于非导体,电鳗的感受器的活动就减弱,中枢神经会发出避让的命令。电鳗的这种电感受器系统非常灵敏,即使0.03微伏的电流变化也能感受到。

电鳗

电鳗对自己的“发电机”控制自如,因而它发出的电流有强有弱。它自己发电用以捕食、御敌、照明等。最近,科学家们在电鳗的生理进行研究的时,发现电鳗能通过自身的放电使体内的水分解。分解得到的氧气直接进入血液,参与生命活动,这一特殊本领使得电鳗即使在较浅的河里也能生活。分解的氢直接由口排出。人们看到的电鳗从口中吐出的气泡,就是氢气泡。

电鳗肉味鲜美,营养价值不低。在捕捉它的时候,因为它能释放出强大的电流,因此当地土著居民采取让其连续不断地放电,电量损耗到接连不上时,再直接捕捉。电鳗放电有一个特点,它在连续放电时,需要一段时间休息和食物补充后,才能恢复原有的放电强度。当地人就是利用它的这一特点,先把一群牛马赶到河去,使电鳗被惊扰而不断放电,等到电鳗的耗尽电能又续接不上时,就可以直接捕捉了。

我们常见的会放电的鱼还有电鲶、电鳐等,下面我们就来看看电鲶。

电鲶生活在非洲刚果河,属于鲶科鱼类。一般体长2米左右,体重在20千克左右,身体呈圆筒形,头尖而眼小,嘴上还有三对胡须。全身为粉红色,表面没有鳞片,也没有背鳞。当受到刺激时,也和电鳗一样可瞬间发电。

电鲶的发电器官和电鲶的一样,都是由许多电板组成的。这些电板分布在身体皮肤和肌肉之间,电流从正极头部,流向负极的尾部。在水中活动时,其他动物一旦触及到它的身体的任何一部分,就马上会被电鲶产生的强大的电流击倒。

电鲶

电鲶放出的电流电压要比电鳗放出的电压小得多。它放出的电压一般在150伏左右,最高能达到200多伏,效范半径为6米左右。也就是说只要和它的距离小于6米,就能被它电到。电鲶放电的目主要是捕食和防御敌人。它的强大电流不仅能击死小的动物,甚至能击死比它大得多的水生动物。人工饲养水温一般都在22℃~28℃,它喜欢弱酸性的软水水质,喂养的饲料可是鱼肉、小活鱼等,不过电鲶在水族箱中很难繁殖。

下面我们接着来看这类鱼中的另一种鱼——电鳐。电鳐一般生活在世界许多亚热带的海滨。当人们在礁石间淘宝时,有时会突然感到全身麻木难受,好像是被电了一下。这就是在附近水里活动的电鳐放出来的电。

电鳐

电鳐生活在大海里,是一种软骨鱼。人们很早就知道,这种鱼会发电。电鳐的模样很怪,扁平的身子,头和胸部连在一起。它的眼睛很小,少数生活在深海种类眼睛甚至已经退化掉了,全身柔软光滑,后面拖着一条肉滚滚的粗棒般的尾巴,看上去,就像一柄大蒲扇。一张小嘴长在腹面的前端,两侧各有五个鳃孔。电鳐属于卵胎生动物。最大个体长可达1~2米,重90千克。行动缓慢,在海洋底部栖息,常将身体埋在泥沙中,大多生活在潮间带。它们主要分布在太平洋、大西洋、印度洋等热带和亚热带海域里。我国东南沿海也分布着一些体型较小的种类。深海电鳐属栖息较深海中。但电鳐的肉质松软,经济价值不大。

喜欢把自己埋在沙中的电鳐

电鳐有海中“活电站”之称,可以放出50安培的电流,电压达60~80伏。电鳐每秒钟能放电50次,但连续放电后和电鳗一样,它们放出的电流会逐渐减弱,10~15秒钟后完全消失。通过一段时间的休息可以重新恢复放电能力。

它有两个很发达的肾脏形的蜂窝状的发电器,长在头胸部腹面的两侧。这每个发电器都是由大约600个六角形的柱状管做成的,而每个柱状管还是由很多块肌肉组织的电板组成。每个电板之间为了绝缘,还充满了胶状物质。每个电板还与神经末梢相连。西大西洋有两种电鳐发电器官,占全身重量的1/6。当大脑神经受到刺激或兴奋时,两个发电器就能把神经能转化为电能,释放出。电鳐能随意放电,放电时间和强度,它完全能够自己掌握。

生活在海里的电鳐

发电的电压最低时为8~17伏,最高能达到220伏,足够麻痹一个成人。每次放电后,特别是连续发电后,身体显得精疲力尽,需休息一段时间后才能恢复过来。南美电鳐放出的电压小些,只有38伏特。非洲最大的电鳐能产生220伏特的电压,功率达3000瓦,足足能够击毙大鱼。

人们根据电鳐的放电特性启示,发明能贮存电的电池。干电池是我们日常生活中常见供电电源,它的在负极间的填充物为糊状,就是受电鳐发电器里的胶状物启发而改进的。

海底的电鳐

早在古希腊和罗马时代,医生们就利用电鳐放出的电量刺激病人,来治疗风湿症和癫狂症等病。直到现在,在法国和意大利沿海,还可能看到在潮后的海滩上,一些患有风湿病的老年人正在退寻找电鳐,让它们作为自己的“医生”呢。

电鳐凭着自己特殊的“武器”,几乎在海洋里所向无敌。这使它逐渐变得很懒惰,动作也十分迟钝。它们常常潜伏在海底沙堆中,等待着猎物自己前来送死。从不自己主动去寻找食物。人们在梯斯河口捕到的两条电鳐,在其中一条电鳐的胃中发现了一条900克重的鳗鲡以及一条450克重的鲽鱼。而另一条的胃中则有一条重2200多克的鲑。这些被猎食的猎物,身上都是伤痕累累。所以人们在海底遇到电鳐时,都非常小心,因为它放出的电足够将一个成年人电倒。

电鱼,如电鳐、电鲶和电鳗等,都有自己专门的发电器官。虽然它们的位置和形状并不相同,但这些发电器基本结构和工作原理是一样的。电鳗的发电器官呈长菱形,在尾部脊柱两侧的肌肉中,从胸鳍一直延伸到尾部。发电时电流从它的尾部流向头部。而电鲶的发电器官分布身体皮层下面,约占1/3的。发电时电流也是从它的头部流向尾部。电鳐的发电器官长在身体腹面两侧,形状类似扁平的肾脏,发电时电流从腹部流向背部。

科学家通过解剖发电器官发现,电鱼的结构和“蓄电池”类似,都是由许多盘形细胞组成的,叫做“电板”。大部分的电板都是由电鱼的肌肉细胞演变而来的,这些特殊化的肌肉细胞由于功能发生了变化,其形状也由原来的细长形变为扁平状。每块电板的厚度一般为7~10μm,直径为4~10m。电板的一面比较光滑,连接着神经,而凹凸不平的一面则没有神经连接。电板都浸润在细胞外面绝缘的胶质中,这样所有的电鱼发出的电自己不会触电。在电板膜内外,由于离子的种类不同而带有相反的电荷,膜外带正电,膜内带负电,这是膜内外的钾、钠、氯离子分布不均匀造成的。在正常情况下这些带电离子处于安静状态,使电板具有一定的静息电位。当神经传来信号时,电板受神经支配的那面就会产生动作电位,这时膜内外相对静止的状态发生改变,膜的选择透性发生变化,随之带电粒子活跃起来,钠离子迅速进入膜内,使膜内电位急剧升高。局部电板膜出现电位倒转,而电板的另一面由于没有神经控制则仍保持原有状态,这样电板两侧电荷失去平衡,出现了电位差,于是就形成了电流。虽然一块小小的电板放电的电压和电流是微不足道的,但是很多电板串联或并联起来,其放电电压就相当可观了。

1楼昵称:小水

电鳗和鳗鱼有关系吗?也就是说电鳗是鳗鱼的一种吗?

2楼昵称:“小破孩儿

电鳗和鳗鱼没有关系,电鳗只不过一种淡水鱼而已。

3楼昵称:雨笑

不是鳗鱼,只是一种淡水鱼。电鳗的结构和电鳐、电鲶相似。它们都用放电的方式捕捉猎物。

4楼昵称:

鳗鱼,又称河鳗,生在海里,成长于淡水中。而电鳗生活在南美洲亚马逊河和圭亚那河里。

很早以前,非洲和南美洲当地的土人就知道有一种能发电的热带鱼。当一支探险队进入这一地区的时,他们在一片沼泽地发现了一个小水塘。他们准备继续前行,可使探险队当时雇佣的当地印第安人的眼睛里充满了恐惧,拒绝继续前行。

探险队员很奇怪,但是却没有发现人们异常情况。于是,不顾当地印第安人的眼光,满不在乎地继续走进了小水塘。这个时候,忽然,可怕的事情发生了。一个探险队员像是被什么集中了一样直挺挺地倒在水塘里。有两个同伴准备过去拉他一把,可是刚刚触及到那个倒下的人,就也跟着莫名其妙的倒在里水里。

后来,经过研究才知道,他们是由于受到淡水电鳗的攻击,才倒在水里的。电鳗是一种大型的鱼,样子和水蛇差不多,体长可达到2米,重可达20多千克。平时在水里,它往往一动不动地待在水底,只有它感觉受到威胁或是捕捉猎物时才会放电,攻击对方。

18世纪中叶,几条这种鱼被一条英国船带到了伦敦,以供研究。研究发现,只有同时碰到这种鱼的头部和身体下部时,人或动物才会受到电击。由这件事以及电击的感觉,人们作出结论,这是一种放电现象。把这种能放电的鱼称为“电妖鱼”或电鳗。后来人们还发现,有其他的鱼也可放电,比如电鳐和电鲇等。