Technicznie nie ma takiej rzeczy jak elektryczny węgorz

2024 Autor: Sherilyn Boyd | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2023-12-16 09:39

Mit: Istnieją elektryczne węgorze.

Elektrophorus electricus

Chociaż istnieje wiele ryb, które wytwarzają ładunek elektryczny, gatunek, który nazywa się "węgorz elektryczny", E. electricus, jest członkiem rzędu ryb, ostariophysian.

Mylone z węgorzem ze względu na jego kształt i brak płetw brzusznych, ogonowych i grzbietowych, E. electricus ma długi (do 8 stóp), cylindryczny korpus z płaską głowicą. Jego najważniejsze narządy znajdują się w przedniej piątej części ciała (w pobliżu głowy), podczas gdy reszta jego długiego ciała zawiera trzy narządy elektryczne, razem wypełnione prawie 6000 wyspecjalizowanych ogniw elektrolitowych, które, jak sama nazwa wskazuje, produkują, przechowują i rozładowują Elektryczność.

Organy elektryczne zaczynają się rozwijać wcześnie w życiu ryb. Sachs, który wytwarza tylko słaby ładunek elektryczny i jest używany do echolokacji, zaczyna się rozwijać bardzo szybko po urodzeniu. Pozostałe dwa narządy elektryczne, znane jako główny i Hunter, wytwarzają znacznie wyższe napięcia około 600 woltów i około 1 ampera, czyli około 600 watów przez około 2 milisekundy.

Chociaż ryba ma skrzela, przyjmuje większość tlenu poprzez swoje "wysoce naczyniowe usta" i dlatego często dochodzi do powierzchni wody, aby oddychać.

Ryba jest również pokryta grubą, szarą do brązowo-czarnej skórki. Zakłada się, że ta twarda warstwa chroni ją przed własnym prądem elektrycznym.

Aby rozmnażać się, samica gatunku składa do 17 000 jaj w gnojowisku wykonanym przez samca w porze suchej i średnio 1 200 jaj wylęga się. W niewoli męskiej ryby elektryczne żyją do 15 lat, a samice do 22 lat.

E. electricus Siedlisko

Elektryczna ryba pochodzi z Ameryki Południowej, w szczególności z rzek Orinoko i Gujany, a także z dużych części dorzecza Amazonki. Żyje na dnie rzeki i na bagnach i rozwija się w relatywnie niskich ilościach tlenu z powodu skłonności do oddychania w ustach.

Dlaczego elektryczność?

E. electricus wykorzystuje swoje narządy elektryczne do orientacji, polowań i obrony.

Orientacja

Podczas pływania przez mroczne środowisko w nocy (nocą), ryba elektryczna orientuje się przez okresowe emitowanie słabego wyładowania elektrycznego:

To niższe napięcie można wykorzystać do "zobaczenia" otaczających obiektów. Obiekty o różnej przewodności będą zakłócać pole elektryczne wytwarzane przez węgorza, dzięki czemu węgorz stanie się świadomy obecności obiektu.

Polowanie

Po zlokalizowaniu swojej ofiary słabymi impulsami elektrycznymi, E. electricus robi to z wycięciem:

Gdy zdobycz zostanie znaleziona, węgorz elektryczny użyje dużo większego prądu do ogłuszenia ryby.

Bezzębne, elektryczne ryby pożerają swoją zdobycz "otwierając usta", aby wytworzyć ssanie "i połykając cały posiłek.

Obrona

Potrafi wytwarzać napięcie do 650 woltów i około 1 ampera, więc ryba elektryczna emituje silny, krótkotrwały (2 milisekundy lub mniej) wstrząs, gdy zostaje zaatakowany przez drapieżnika. Chociaż eksperci twierdzą, że szok rzadko jest śmiertelny, może zabić niektóre zwierzęta.

Jak wytwarza energię elektryczną?

E. electricus układ nerwowy kontroluje produkcję energii elektrycznej:

Każda elektrochemiczna komórka [elektrolit] przenosi ujemny ładunek o wartości nieco mniejszej niż 100 miliwoltów na zewnątrz w porównaniu z jej wnętrzem. Kiedy sygnał dowodzenia przybywa [z "jądra polecenia" w układzie nerwowym], terminal nerwowy uwalnia minutę oblania acetylocholiny, neuroprzekaźnika.

To acetylocholina jest wydzielana:

Poprzez nerwy po jednej stronie komórki, powodując otwarcie kanałów jonowych po tej stronie. Jony sodu są w stanie szybko dostać się do komórki za pośrednictwem tych kanałów… [w [którym] zmienia się równowaga komórki. Aby przywrócić [i [to] jony potasowe opuść komórkę po drugiej stronie….

Wynik to:

Przejściowa ścieżka z niskim oporem elektrycznym łączącym wnętrze i zewnętrzną komórkę. Tak więc, każda komórka zachowuje się jak bateria z aktywowaną stroną niosącą ładunek ujemny i przeciwną stroną dodatnią. Ponieważ komórki są zorientowane w organach elektrycznych jak seria baterii ułożonych w latarkę, prąd… ustaw [s] s lawiną aktywacji, która uruchamia swój kurs w ciągu zaledwie dwóch milisekund… [a przedstawia krótkotrwały prąd płynący wzdłuż ciała węgorza.

Czy można wykorzystać tę energię?

Naukowcy od dawna są pod wrażeniem zdolności generowania energii elektrycznej E. electricus, a ostatnie badania prowadzą do zastosowań, które mogą przynieść korzyści ludziom.

Tannenbaum

Od 2009 r. Naukowcy z Living Planet Aquarium w Sandy w stanie Utah wykorzystują moc swoich rezydentnych ryb elektrycznych do zasilania świateł na choince w akwarium.

Zasadniczo dwie elektrody ze stali nierdzewnej są przymocowane do zbiornika Sparky'ego (elektrycznej ryby) i za każdym razem, gdy Sparky wysyła impuls, który jest częścią "jego naturalnej, normalnej aktywności", prądy elektryczności przemieszczają się przez elektrody do sekwencerów, które tworzą światła na lampie drzewa. Dyrektor marketingu Living Planet uwielbia wyświetlacz, ponieważ "pomaga wizualnie zrozumieć, co zwierzę naprawdę robi na co dzień".

Bionika

Niektóre implanty i urządzenia medyczne wymagają baterii do zasilania ich złożonych funkcji. W ostatnich latach naukowcy szukali sposobów na stworzenie "bio-baterii", które "byłyby jak każda inna komórka w twoim ciele", poza tym, że produkują również energię elektryczną.

Kilku badaczy bada, czy E. electricus elektrolity mogą stanowić dobry projekt i są:

Projektowanie sztucznej komórki, która mogłaby powielać wytwarzanie energii elektrolitów…. [T [Oni] wiedzieli, że sztuczna komórka może rzeczywiście wykonać naturalną komórkę.

Jedyną przeszkodą w wyprodukowaniu żywotnej baterii biologicznej jest znalezienie bezpiecznego dla człowieka źródła energii, chociaż "bakterie zimne są wykorzystywane do recyklingu ATP - odpowiedzialnego za transfer energii w komórce - za pomocą glukozy".

Naukowcy mają nadzieję, zwłaszcza, że bateria biologiczna ma wiele zalet, w tym: "jeśli pęknie, nie ma toksyn wydanych do twojego systemu."