电鳗以放电进行捕食,是能够放电的特殊物种。自身具有特殊的结构,又不至于自身触电由于电鳗会发电,人们叫它做活的发电机、活电池、电鱼等。
它具有很高的营养价值与产业利用价值,电鳗的放电特性启发人们发明和创造了能贮存电的电池。其利用前景相当可观,人们日常生活中所用的干电池,在正负极间的糊状填充物,就是受电鳗发电器里的胶状物启发而改进的。
1、电鳗的分布
全世界的电鳗主要生长于热带及温带地区水域,除了欧洲电鳗及美洲电鳗分布在大西洋外,其余均分布在印度洋及太平洋区域。在中国,顺德被称为“中国鳗鱼之乡”。
2、捕食
电鳗常在夜间捕食,食物中有小鱼、蟹、虾、甲壳动物和水生昆虫,也食动物腐败尸体,更有部分个体的食物中发现有高等植物碎屑。
电鳗捕食的时候,首先悄悄地游近鱼群,然后可连续放出电流,受到电击的鱼马上晕厥过去,身体僵直,于是,电鳗乘机吞食它们。电鳗放电,有时也不一定是为了捕食,也可能是一种生理需要。被电鳗电死的鱼,往往超过它们食用所需要的量,这给渔业生产带来危害。电鳗放电后要经过一段时间的恢复,才能放电。利用这一特点,渔民们捕捞电鳗时,先把牲畜赶到水中,使电鳗放电,等到它们把电量消耗掉,再进行捕捞,这样做可以避免渔民被击伤。
3、身体结构
生活在南美洲亚马逊河和圭亚那河的电鳗,外形极似鳗鲡,体长2米左右,重达20公斤。体表光滑无鳞,背部黑色腹部橙黄%色,没有背鳍和腹鳍。臀鳍特别长,是主要的游泳器官。电鳗有两对发电器,形状为长梭形,位于尾部脊髓两侧。
4、发电机原理
它的发电器分布在身体两侧的肌肉内,身体的尾端为正极,头部为负极,电流是从尾部流向头部。当电鳗的头和尾触及敌体,或受到刺激影响时即可发生强大的电流。
发电器最主要的枢纽,是器官的神经部分,电鳗能随意放电,放电时间和强度,它完全能够自己掌握。世界上有好多种电鳗,其发电能力各不相同。电鳗可以放出50安培的电流,电压达60—80伏,有海中“活电站”之称。电鳗是鱼类中放电能力最强的淡水鱼类,输出的电压达300~800伏,因此电鳗有水中"高压线"电鳗每秒钟能放电50次,但连续放电后,电流逐渐减弱,10—15秒钟后完全消失,休息一会后又能重新恢复放电能力。
电鳗放电时的平均电压为350多伏,但也有过650伏的放电记录。电鳗放电时产生的电流是极微弱的,一般不到1安培;然而有时观察到的电压为500伏,电流为2安培,即功率为1000瓦的短时放电。虽然发出的是直流电,但放电频率每秒可达300个脉冲。
放电的损伤力取决于鳗鱼的大小和机体的状况。当电鳗长不到1米时,电压随着电鳗的成长而增加。当长到1米后,只增加电流的强度。
5、自身不会被电死的原因
电鳗内部有许多所谓生物电池 (electroplaques)串联及并联在一起,所以虽然电鳗的头尾电位差可以高达750V,但是因为生物电池的并联(一共约140行左右)把电流分散掉,所以实际上,通过每个行的电流跟他电鱼时所放出的电流差了两个命令,相对之下小的多,所以他才不会电鱼时,把自己也给电死了。
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{TagsLink:2},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。电鳗中枢神经系统中有专门的细胞来监视电感受器的活动,并能根据监视分析的结果指挥电鳗的行为,决定采取捕食行为或避让行为或其它行为。
有人做过这么一个实验:在水池中放置两根垂直的导线,放入电鳗,并将水池放在黑暗的环境里,结果发现电鳗总在导线中间穿梭,一点儿也不会碰导线;当导线通电后,电鳗一下子就往后跑了。这说明电鳗是靠“电感”来判断周围环境的。
6、放电范围
电鳗体内有一些细胞就像小型的叠层电池,当它被神经信号所激励时,能陡然使离子流通过它的细胞膜。电鳗体内从头到尾都有这样的细胞,就像许多叠在一起的叠层电池。当产生电流时,所有这些电池(每个电池电压约15伏)都串联起来,这样在电鳗的头和尾之间就产生了很高的电压。许多这样的电池组又并联起来,这样就能在体外产生足够大的电流。用这些电流足以将它的猎物或天敌击晕或击毙。淡水里的电鱼需要更多的电池串联在一起,因为淡水的电阻较大,产生同样的电流需要更高的的电压。
电鳗的放电器官在身体的两侧,而且它大部分的身体或重要的器官都由绝缘性很高的构造包住,在水中就像是一个大电池。我们知道电流会由电阻最小的通路经过,所以在水中放电时,电流会经由水(电阻比电鳗身体小)传递,电鳗并不会电到自已。但如果电鳗被抓到空气中,因空气的电阻比它身体的电阻更大,放电的话就会电到自已了。
另外,如果电鳗受伤使两侧的绝缘体同时破损的话,放电时就会像两条裸露的电线一样发生短路的现象。它所释放的电量,能够轻而易举地把比它小的动物击死,有时还会击毙比它大的动物,如正在河里涉水的马和游泳的牛也会被电鳗击昏。
在已知的所有能发电的动物中,电鳗是最可怕的一个,它们输出的电压可达300~800伏,电流大概在1安左右,这是什么概念嘞,可以做个对比,对于人类的安全电压是36伏,安全电流是0.01安,电鳗释放的电是人体安全值的几百倍,电鳗的威力不言而喻。