Электрический скат

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.comСтатьиВопросы и ответы21.02.2019 12:22Читайте такжеСтатьяКто первым изобрел радио? За правильный ответ на этот вопрос расстреливали125 лет назад Попов впервые передал радиосигнал. Но был ли он первым? 24.03.2021 13:23Научный блогМалая космическая революцияВиталий Егоров о том, смогут ли российские ракеты конкурировать в новых условиях.23.03.2021 14:49Статья«Свет приходит к нам с севера — из России» В этот день, 23 марта 1876 года, был оформлен патент на свечу Яблочкова.23.03.2021 09:48Новости МирТесен

Скаты — плоские, словно тарелки, родственники акул — жители морского дна, которые питаются, по большей части, падалью. И хоть некоторые из них вооружены электрическим зарядом, «дьявольская» репутация дана им совершенно незаслуженно. Их детеныши рождаются живыми. Самка электрического ската воспроизводит на свет от 8 до 14 маленьких, величиной с ноготок, детенышей, которые уже обладают «электрической» способностью с самого рождения .

Неторопливые электрические скаты поражают свою жертву электрошоком с напряжением, достигающим 60 вольт. Скат отдает свои электроразряды «пучками», общее же напряжение, генерируемое в организме ската может достигать 300 вольт. Органы минигенераторы, отвечающие за «электрический потенциал» ската, находятся возле основания хвостового плавника: на брюшной стороне тела (катод) и спинной (анод). За работу этих «электрошокеров» отвечает особая доля мозга — электрическая. Как только возникает опасная ситуация, электрический скат сразу же применяет свое оружие, оставаясь при этом неуязвимым для собственного электрического заряда, потому что в его теле имеются «изолированные» участки, которые не реагируют на действие тока.

реклама: Современные рыночные реалии диктуют необходимость быстрого и гибкого раегирования на изменения внешней среды. Курсы логистики от учебного центра «Рубикон» позволят Вам быстро адаптироваться к изменчивому миру бизнеса. Курсы обучения проводят специалисты высшей категории, используются эффективные методы преподавания основанные на вовлечении в учебный процесс.

Обитают электрические скаты в тропических, субтропических и теплых умеренных районах океанов. Их разделяют на три семейства (темеровые, гнюсовые и наркогнюсовые), которые включают 36 видов. Скаты, обычно, не выделяются большими размерами, однако попадаются экземпляры (атлантическая разновидность скатов), достигающие 2-х метров в длину и весящие при этом более 90 килограммов.

Все виды электрических скатов любят мелководье, каменистое и илистое или же песчаное дно, где они и располагаются, поджидая свою добычу, которую, в основном составляет рыба: лосось, камбала, угорь. Охотится скат неподвижно лежа на дне и «сканируя» проплывающую по близости «еду», выбирает себе подходящее лакомство, потом, когда жертва приблизится на приемлемое расстояние, он обнимает ее своим «наэлектризованным» телом (конкретно — грудными плавниками) и поражает током непрерывной серией до 100 последовательных зарядов. После таких «объятий» жертва становится просто неспособной сопротивляться, чего и добивался хищник. Учитывая такие исключительные способности, неактивный и медлительный по своей сущности электрический скат всегда лакомиться самыми стремительными и неуловимыми видами рыб. Запас электроэнергии в теле ската, использованный во время активной охоты, восстанавливается по прошествии определенного времени, аналогично подзарядке батареи.

Ихтиологи подчеркивают, что человек будет поражен током электрического ската несущественно если: накопленной скатом «электроэнергии» будет немного, ведь ее чрезмерное содержание в теле ската мешает ему полноценно существовать; не удерживать ската в морской воде за брюхо и спину одновременно — это места расположения «батарей»; не будет никаких повреждений кожного покрова человека. Несоблюдение какого-либо из из этих правил может сыграть для жизни человека роковую роль. Чтобы избавиться от таких проблем в «скатоопасных» местах лучше вообще не купаться, или же, заходить в воду в специальном гидрокостюме и, по возможности, не касаться дна — излюбленного места времяпрепровождения электрического ската.

  • 46129 просмотров

16 мая 2012 — 13:14ДомойИнтересные факты о животных

В океанах и морях обитает такое существо, которое обладает поразительными и удивительными способностями вырабатывать электричество. И это создание – электрический скат.

Если выразиться более простыми словами, то электроорганы скатов являются своеобразными мини-генераторами, которые вырабатывают весьма приличный заряд тока. Кстати, такого заряда хватит на то, чтобы обездвижить человека, не говоря уже о рыбах. Некоторые специалисты утверждают, что электрический скат вырабатывает напряжение в триста вольт. Электроорганы находятся в брюшной части и спинной и сравниваются они с электрической или гальванической батарейкой. Каждый орган состоит из большого количества электрических пластин, которые собраны в столбики. Это видоизменные мышечные, нервные и железистые клетки. Электроорганы рыбы иннервируются специальными ветвями лицевого, языкоглоточного и блуждающего нервов.

В каких случаях скат вырабатывает электричество? Электрический скат использует свои уникальнейшие электрогенные свойства в нескольких случаях, а именно, если рыба видит, что ей угрожает опасность и во время охоты. Сами скаты, и это весьма любопытно, не страдают от выпускаемого ими электрозаряда, так как их природа матушка одарила специальной «изоляцией». Кстати, те, кто имел неосторожность почувствовать на себе силу воздействия электрического ската, остались крайне недовольными. Как они рассказывают сами, удар тока от рыбы сопровождается продолжительной сонливостью, появляется дрожь в ногах, теряется чувствительность и происходит онемение верхних конечностей.

Любопытно, но еще в Древней Греции успешно эксплуатировалось такое удивительное электрогенное свойство скатов. Этих чудо-рыб греческий народ использовало для обезболивания во время оперативного вмешательства или же во время родов.

ГлавнаяВ В В В В  ЖивотныеВ АрктикиВ В В В В  ЖивотныеВ АнтарктикиВ В В В В  КартаВ сайта

Электрические скаты – это отряд, относящийся к классу хрящевые рыбы. Подразделяется он на 4 семейства, 12 родов и 69 видов. Обитают они в прибрежных тропических и субтропических пресных и морских водах глубиной до 1000 метров. Способны продуцировать электрический заряд с напряжением от 8 до 220 вольт, в зависимости от вида. С помощью электричества охотятся и обороняются.

Внешний вид

Тело имеет округлую дискообразную форму. Насчитывается 2 умеренно больших и округло-угловых спинных плавника. Хвост толстый, мускулистый с хорошо развитым хвостовым плавником. Кожа мягкая, морда широкая. Глаза находятся в верхней части головы. Насчитывается 5 пар жаберных щелей. У основания грудных плавников располагаются парные электрические органы, имеющие почкообразную форму.

Электрические органы управляются специальным участком головного мозга через нервные каналы. Сами органы представляют собой структуру, состоящую из тысяч студенистых пластинок. Эти крошечные природные аккумуляторы соединяются друг с другом последовательно или параллельно, в зависимости от вида и среды обитания.

Ими создаётся разряд с силой тока до 30 А. Он даёт эффект, схожий с брошенным в ванну с водой феном, включённым в сеть. Продолжительность одного электрического разряда составляет 0,03 с. А всего электрический скат генерирует целую серию разрядов. Их может быть и 10, и 40, и 70. Но каждый последующий разряд заметно слабее предыдущего.

Поведение

В целом, биология электрических скатов изучена не очень хорошо. Эти представители водной среды яйцеживородящие. Половая зрелость связана с длиной тела. А та варьируется в пределах от 40 см до 1,2 м у разных видов. Впрочем, по другим данным, к примеру, длина австрало-новозеландского гнюса достигает 2 м.

Образ жизни одиночный. Рацион питания состоит из беспозвоночных и донных рыбы. Охота на добычу осуществляется двумя способами. Первый способ можно охарактеризовать как прыжок. Рыба при этом плавает на расстоянии 4-5 см от ската. Тот делает рывок вперёд и взмывает над жертвой. Одновременно с этим бьёт хвостом и создаёт серию электрических разрядов. Добыча парализуется, и хищник отравляет её в рот. Весь процесс занимает не более 2 с. При втором способе скат медленно приближается к рыбе, открывает пасть и засасывает жертву. В данном случае электрические заряды обладают небольшой силой.

Электрические скаты и люди

В древности люди смотрели на электрических скатов как на волшебных существ. Они имели оккультное значение вплоть до открытия электричества. В Древней Греции практиковалось использование этих животных при родах и операциях. Электрический разряд при этом переключал сознание человека на другой болевой эффект. Древнеримские врачи лечили с помощью электрических свойств скатов подагру и головную боль. На сегодняшний день большая часть видов данного отряда имеет статус «Вызывающие наименьшее опасение». Отдельные виды характеризуются как «Недостаточная сохранность».

Вернуться в статью: Нарвал

♦ ♦ ♦ Используемые источники:

  • https://habr.com/ru/post/396959/
  • https://naukatv.ru/articles/479
  • http://wildwildworld.net.ua/articles/elektricheskii-skat
  • http://faunazoo.ru/kak-skaty-vyrabatyvayut-elektrichestvo
  • http://www.tepid.ru/animals/electric-ray.html

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