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

f6780f7aead0e06b17b574705edbf50c.jpgЭлектрический 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. 46fb9e15cabbb2291db9641788b07f0f.png 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. Источник: animalpicturesociety.com

Электрический угорь парализует одним лишь взглядом (илл. www.djibnet.com)

Электрический угорь (Electrophorus electricus) — это самая опасная из всех электрических рыб, по количеству человеческих жертв она опережает пиранью.

Живёт эта рыба, как правило, в мутных реках и озёрах с тёплой водой. Она отдаёт предпочтение болотам, заливам, плоскодонью, где мало кислорода. Вследствие низкого содержания расстворенного кислорода, угрю примерно каждые полчаса приходится выплывать на поверхность воды и 10 минут дышать атмосферным воздухом. Таким образом он получает 80% необходимого кислорода и это позволяет ему выжить в воде. Способность дышать воздухом позволяет угрю покидать водоём на несколько часов.

Электрический угорь (Electrophorus electricus) (илл. galleryhip.com)

Фенотипически, особи Electrophorus electricus напоминают угрей, но, на самом деле, они относятся к семейству Gymnotidae или рыб ножей. По степени родства этот вид ближе к сомам, но из-за длинного и круглого в сечении тела получил название угорь. Тело его вытянутое, цилиндрической формы.

В природе эта крупная рыба достигает 3 метров в длину и весит до 40 кг. В аквариуме она намного меньше, до 150 см. У электрического угря нет спинного плавника, в плавании ему помогает длинный анальный плавник. Голова большой змееобразной рыбы приплюснута, у неё широкий квадратный рот.

Тело имеет окраску от серого до коричневого с оранжево-желтоватым горлом. Молодые рыбки окрашены в оливково-коричневые тона с жёлтыми пятнами. Как правило, самки крупнее самцов.

В передней части тела находятся жизненно важные органы, они занимают только 20% всего тела. 80% тела представлено электрическим органом. Он состоит из тысячи элементов, которые производят электричество. Когда рыба отдыхает, разряда электричества нет, но когда угорь находится в активном состоянии, вокруг его тела вырабатывается электрическое поле.

Цветами подсвечены различные отделы электрического органа угря.

Электрический угорь имеет жабры, однако 80% кислорода он забирает из атмфосферы. Всё тело покрывает голая вязкая кожа, которая является защитным слоем даже от своего электрического тока. Из всех плавников у угря имеется только хвостовой, анальный и грудные плавники. Он плавает, извиваясь всем телом и работая анальным плавником.

Электрический орган этой рыбы развивается сразу после рождения. Если взять 2-3 сантиметрового малька в руки, можно почувствовать лёгкое покалывание. Мощность органа возрастает, когда малёк достигает приблизительно 40 мм в длину. Мальки находятся возле своей мамы до тех пор, пока у них полностью не разовьются органы ориентации.

Electrophorus electricus размножается во время сухого сезона. Самка и самец ищут друг друга с помощью импульсов, которые посылают в воде. Самцы отправляют мощные и частые сигналы, а самки – короткие и продолжительные. Самка откладывает около 1200-1700 икинок в хорошо замаскированное гнездо, которое из своей слюны делает самец. Мужские особи активно защищают гнездо и мальков от хищников. Мальки, которые вылупливаются первые, обычно поедают оставшуюся икру.

В природе продолжительность жизни угря не установлена, а в аквариуме самец может прожить от 10 до 15 лет, а самка – от 12 до 22 лет.

Эти рыбы являются ночными животными. Питаются они рыбой, маленькими птицами, земноводными и млекопитающими, а иногда и ракообразными. Молодь предпочитают беспозвоночных креветок. Из-за того, что большинство животных не в состоянии захватить и съесть электрического угря, последний является хищником на вершине пищевой цепи. Если какая-либо живность приближается к угрю, он содрогается, отправляя электрический ток на жертву, и парализует её. Когда рыба опускается на дно, угорь заглатывает её целиком и несколько минут отдыхает, переваривая пищу.

Электрический угорь и крокодил. Аллигатор был убит током после того как напал на угря.

Не смотря на хищнический способ охоты, электрические угри не считаются агрессивными рыбами. Они используют электрический орган только в оборонительных целях или во время поиска пищи. Electrophorus electricus плохо видит, потому что его маленькие глаза частично покрыты кожей. Некоторые учёные утверждают, что угорь видит в молодом возрасте, старые угри становятся слепыми.

Как правило, эта рыба ведет ночной образ жизни в грязных темных водах, поэтому для восприятия окружающей обстановки и ориентации в пространстве она вынуждена полагаться на свою электрорецепцию.

Положительный заряд особи находится в её голове, а отрицательный – в хвосте. Выпуская электрический ток, угорь облегчает своё дыхание из-за того, что под воздействием разрядов вода разлагается в его теле. Кислород, который поступает в организм, кровью разносится по телу, а водород уходит через жабры. Поэтому электрический угорь прекрасно чувствует себя в заморных водоёмах.

В незаморных водоёмах угорь использует электрический локатор для поиска жертвы. Он следит за перемещением рыбы и посылает электрические разряды.

Электрический орган является и способом общения между Electrophorus electricus. Он передаёт слабый сигнал в 10В, который помогает не только найти добычу, но и партнёра для размножения. Учёные доказали, что угорь имеет хорошо развитое чувство звука – это аппарат, который соединяет плавательный пузырь с ухом, и это расширяет их возможность слуха.

Для поиска добычи угорь использует слабый электрический орган. Он передаёт слабый пульсирующий сигнал, который способен обнаружить цель. После обнаружения добычи, хищник включает пару крупных отделов электрического органа и продуцирует более сильный электрический ток, которым оглушает рыбу. Шок не убивает рыбу, а оглушает её.

Угорь всасывает свою добычу, поэтому крупные особи, как правило, питаются небольшой рыбой, а мальки только мелкми беспозвоночными.

Рыба-хищник

Уровень тока, который вырабатывает электрический угорь, намного выше, чем у других рыб этого семейства. Ток вырабатывается большим органом, который состоит из тысячи элементов, производящих электричество. Как уже говорилось, 80% тела угря покрыто такими элементами. Обычная частота электрического поля угря – 50 килогерц, но он способен вырабатывать ток до 600 вольт, что позволяет парализовать любую рыбу и даже животное, которое имеет размеры лошади.

За кем на рыбалку ходят в резиновых перчатках и галошах? (илл. animalplanet.com)

Так как ловля угря смертельно опасна, эта рыба не особа интересна рыболовам, хотя и является деликатесом. Некоторые местные жители, где водится электрический угорь, употребляют его в пищу. Они заметили, что коровы легко переносят электрические разряды, поэтому загоняют стадо в реку. Когда коровы уже перестают метаться и испуганно мычать, их выгоняют из реки и вылавливают сетями уже безопасных угрей. Хищник не способен долго генерировать ток, с каждым разом разрялы становятся слабее. На восстановление сил требуется время.

Статья подверглась 1 проверке читателем (13.01.2016)

Раздел:Отряд Гимнотообразные

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: ElectrophorusGill, 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 опасенияIUCN 3.1 Least Concern: 167700 
ITIS   163322
NCBI   8005
EOL   206595

Электрический угорь[1] (лат. Electrophorus electricus) — вид лучепёрых рыб из отрядагимнотообразных. Ранее рассматривался как единственный вид рода Electrophorus. В 2019 году обнаружено ещё два вида, отнесённых к данному роду[2]. 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[3].

Описание

Максимальная длина тела 250 см, масса — до 20 кг[4]. 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[5].

Боковая линия расположена в верхней части тела и едва заметна. В ней есть электрические клетки-рецепторы, которыми угорь замечает малейшие изменения давления в воде[6].

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 40 миллиампер[7]. 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[8].

Образ жизни

О размножении электрических угрей почти ничего не известно[9]. 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[10].

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[11].

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[12].

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»)[13].

Примечания

Большая советская (1 изд.) · Брокгауза и Ефрона · Britannica (онлайн)
Таксономия EOL · GBIF · iNaturalist · NCBI · IRMNG · ITIS TSN · WoRMS
Нормативный контроль Microsoft: 2779271627

Эта страница в последний раз была отредактирована 10 мая 2020 в 01:56.

Когда мы с вами вчера изучали информацию про Самого большого пойманного угоря мне в комментариях справедливо напомнили, что несмотря на свое название, электрический угорь не принадлежит к отряду угреобразных, он более близок к карпам и сомам. 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.

Сейчас мы об этом и узнаем …

Фото 2.

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.

Фото 3.

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.

Фото 4.

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.

Фото 5.

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.

Фото 6.

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.

Фото 7.

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.

Фото 8.

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.

Фото 9.

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.

В целом электрический угорь демонстрирует довольно изощрённую охотничью стратегию. Время от времени посылая во внешнюю среду «псевдомышечные» разряды, он заставляет затаившихся жертв обнаружить себя, затем подплывает туда, откуда в воде распространяются волны, и подаёт уже другой разряд, парализующий добычу. Иными словами, угорь просто получает контроль над мышцами жертвы, приказывая им двигаться или замереть тогда, когда ему это нужно.

Фото 10.

Фото 11.

Фото 12.

Фото 13.

Фото 14.

Фото 15.

Фото 16.

Фото 17.

Фото 18.

Фото 19.

[]

источники

http://www.nkj.ru/news/25360/

http://natureworld.ru/ryibyi/elektricheskiy-ugor-electrophorus-electricus.html

http://www.zoopicture.ru/elektricheskij-ugor/

http://www.nat-geo.ru/nature/42478-elektricheskaya-ryba/

</span></span> А вот еще про каких интересных рыбок я вам напомню: вот смотрите какая прикольная Защитная биолюминесценция, а вот удивительная Прозрачная «рыба». Вот например Что будет, если скрестить рыбу и крокодила ?, а вот страшная Мокрица, пожирающая язык и как Поймать пилу. Вспомните, что это за Самая медленная рыба в мире и бывает ли Рыба, ползущая на деревоОригинал статьи находится на сайте ИнфоГлаз.рф Ссылка на статью, с которой сделана эта копия — http://infoglaz.ru/?p=66592

Электрический угорь — рыба загадочная и опасная, обитает в неглубоких мутных реках северо-восточной части южноамериканского континента. К обыкновенным угрям он никакого отношения не имеет, являясь гимнотообразной рыбой. Главная его особенность — умение генерировать электрические заряды различной силы и назначения, а также обнаруживать электрические поля.

Среда обитания

За тысячелетия эволюции электрические угри приспособились к выживанию в крайне неблагоприятных условиях заросших и заиленных водоемов. Привычная для него среда обитания — стоячая, теплая и мутная пресная вода с большим дефицитом кислорода.

Дышит угорь атмосферным воздухом, поэтому каждые четверть часа или чаще он поднимается к поверхности воды для захватывания порции воздуха. Если лишить его этой возможности, он задохнется. Зато без какого-либо вреда угорь может обходиться без воды на протяжении нескольких часов, если его тело и ротовая полость будут увлажнены.

Описание

У электрического угря удлиненное тело, немного сжатое с боков и сзади, округлое спереди. Окрас взрослых особей — зеленовато-коричневый. Горло и нижняя часть приплюснутой головы — ярко-оранжевого цвета. Характерная черта — отсутствие чешуи, кожа покрыта слизью.

2256745.jpg

Вырастает рыба в среднем до 1,5 м в длину и весит до 20 кг, но встречаются и трехметровые экземпляры. Отсутствие брюшного и спинного плавника усиливает сходство угря со змеей. Перемещается он волнообразными движениями при помощи крупного анального плавника. В равной мере легко может передвигаться вверх-вниз, вперед-назад. Грудные плавники небольшого размера при движении выполняют функцию стабилизаторов.

Ведет одиночный образ жизни. Большую часть времени проводит у дна реки, застыв среди зарослей водорослей. Бодрствуют и охотятся угри в ночное время. Питаются в основном мелкой рыбой, земноводными, ракообразными, а если повезет, птицами и мелкими животными. Жертву проглатывают целиком.

Уникальная особенность

На самом деле умение создавать электричество не является какой-то необыкновенной особенностью. Любой живой организм может это делать в некоторой степени. К примеру, наш мозг управляет мышцами при помощи электрических сигналов. Угорь продуцирует электричество точно так же, как мышцы и нервы в нашем организме. Клетки электроциты накапливают заряд энергии, извлекаемой из пищи. Синхронное генерирование ими потенциалов действия приводит к образованию коротких электрических разрядов. В результате суммирования тысяч крохотных зарядов, накопленных каждой клеточкой, создается напряжение до 650 В.

Угорь испускает электрические заряды различной мощности и назначения: импульсы защиты, лова, покоя и поиска.

В спокойном состоянии он лежит на дне и не генерирует никаких электрических сигналов. Проголодавшись, начинает медленно плавать, испуская импульсы напряжением до 50 В с примерной длительностью 2 мс.

2256087.jpg

Обнаружив добычу, резко увеличивает их частоту и амплитуду: напряженность возрастает до 300-600 В, продолжительность — 0,6-2 мс. Серия импульсов состоит из 50-400 разрядов. Посылаемые электрические разряды парализуют жертву. Для оглушения мелкой рыбы, которой угорь в основном и питается, он применяет высокочастотные импульсы. Паузы между разрядами использует для восстановления энергии.

Когда обездвиженная жертва опускается на дно, угорь спокойно к ней подплывает и проглатывает целиком, а затем отдыхает некоторое время, переваривая пищу.

Защищаясь от врагов, угорь испускает серию редких высокого напряжения импульсов в количестве от 2 до 7, и 3 небольшой амплитуды поисковых.

Электролокация

Электрические органы угрей служат не только для охоты и защиты. Слабые разряды мощностью до 10 В они используют для электролокации. Зрение у этих рыб слабое, а к старости еще больше ухудшается. Информацию об окружающем мире они получают от электрических сенсоров, расположенных по всему телу. На фото электрического угря его рецепторы отчетливо видны.

2256071.jpg

Вокруг плывущего угря пульсирует электрическое поле. Как только в сфере действия поля оказывается какой-либо предмет, например рыба, растение, камень, изменяется форма поля.

Улавливая специальными рецепторами искажения создаваемого им электрического поля, он находит в мутной воде путь и прячущуюся добычу. Такая сверхчувствительность дает электрическому угрю преимущество перед другими видами рыб и животных, которые полагаются на зрение, обоняние, слух, осязание, вкус.

Электрические органы угрей

2256080.jpg

Генерирование разрядов различной мощности производится органами разных типов, занимающих почти 4/5 длины рыбы. В передней части его тела находится положительный полюс «батареи», в районе хвоста — отрицательный. Органы Мена и Хантера продуцируют импульсы высокого напряжения. Разряды для осуществления коммуникационной и навигационной функций генерируются органом Сакса, расположенным в хвосте. Расстояние, на котором особи могут общаться между собой, составляет около 7 метров. Для этого они испускают серию разрядов определенного типа.

Наибольший разряд электрических угрей, зафиксированный у содержащихся в аквариумах рыб, достигал 650 В. У рыб метровой длины он составляет не более 350 В. Такой мощности достаточно, чтобы зажечь пять электролампочек.

Как угри защищаются от поражения электричеством

2256090.jpg

Генерируемое во время охоты электрическим угрем напряжение достигает 300-600 В. Оно смертельно для мелких обитателей наподобие крабов, рыб и лягушек. А крупные животные, такие как кайманы, тапиры и взрослые анаконды, предпочитают держаться подальше от опасных мест. Почему электрические угри не поражают током сами себя?

Жизненно важные органы рыбы (мозг и сердце) расположены близко к голове и защищены жировой тканью, которая выполняет функцию изолятора. Такие же изоляционные свойства имеет его кожа. Замечено, что при повреждении кожи повышается уязвимость рыб к ударам электротоком.

Зафиксирован еще один интересный факт. Во время спаривания угри генерируют очень мощные разряды, но повреждений партнеру они не причиняют. Разряд такой мощности, произведенный в обычных условиях, а не в период спаривания, может убить другую особь. Это свидетельствует о том, что угри обладают способностью включать и выключать систему защиты от поражения электротоком.

Размножение

2256059.jpg

Угри нерестятся с наступлением сухого сезона. Самцы и самки находят друг друга, посылая в воде импульсы. Самец строит из слюны хорошо скрытое гнездо, куда самка откладывает до 1700 икринок. Оба родителя заботятся о потомстве.

Кожа мальков светлого охристого оттенка, иногда с мраморными разводами. Первые вылупившиеся мальки начинают поедать остальную икру. Питаются мелкими беспозвоночными.

Электрические органы у мальков начинают развиваться после рождения, когда длина их тела достигает 4 см. Маленькие личинки способны генерировать электроток в несколько десятков милливольт. Если взять в руки малька, которому всего несколько дней от роду, можно почувствовать покалывания от электрических разрядов.

Выросшая до 10-12 см длины молодь начинает вести самостоятельный образ жизни.

Содержание в неволе

2256099.jpg

Электрические угри неплохо чувствуют себя в неволе. Продолжительность жизни самцов составляет 10-15 лет, самок — до 22. Сколько они живут в природной среде — достоверно неизвестно.

Аквариум для содержания этих рыб должен быть не менее 3 м длиной и 1,5-2 м глубиной. Воду в нем часто менять не рекомендуется. Это приводит к появлению язв на теле рыб и их гибели. Слизь, покрывающая кожу угрей, содержит антибиотик, предотвращающий появление язв, а частая смена воды, по-видимому, приводит к снижению его концентрации.

По отношению к представителям своего вида угорь, при отсутствии полового влечения, проявляет агрессию, поэтому содержать в аквариуме можно только одну особь. Температуру воды поддерживают на уровне 25 градусов и выше, жесткость — 11-13 градусов, кислотность — 7-8 рН.

Опасен ли угорь для человека

Какой электрический угорь особенно опасен для людей? Нужно отметить, что для человека встреча с ним не смертельна, но может привести к потере сознания. Электрический разряд угря приводит к сокращению и болезненному онемению мышц. Неприятное ощущение может длиться несколько часов. У более крупных особей сила тока больше, и последствия от поражения разрядом будут плачевнее.

2256104.jpg

Эта хищная рыба нападает без предупреждения даже на более крупного соперника. Если какой-то объект попадает в радиус действия его электрического поля, он не уплывает и не прячется, предпочитая напасть первым. Поэтому приближаться к метровому угрю ближе, чем на 3 метра, ни в коем случае нельзя.

Хотя рыба является деликатесом, ловля ее смертельно опасна. Местные жители изобрели оригинальный способ вылавливания электрических угрей. Для этого они используют коров, которые неплохо переносят удары электрических разрядов. Рыболовы загоняют стадо животных в воду и ждут, когда коровы прекращают испуганно мычать и метаться. После этого их выгоняют на сушу, и начинают сетями вылавливать уже безвредных угрей. Электрические угри не могут бесконечно генерировать ток, и разряды постепенно становятся слабее и вовсе прекращаются.

Используемые источники:

  • https://habr.com/post/396959/
  • http://aquavitro.org/2014/11/05/elektricheskij-ugor/
  • https://wiki2.org/ru/электрический_угорь
  • https://masterok.livejournal.com/2359430.html
  • https://fb.ru/article/40418/elektricheskiy-ugor-biologicheskaya-harakteristika

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Илья Коршунов
Наш эксперт
Написано статей
134
Добавить комментарий