电鳗为什么会放电 电鳗的放电原理
世界上有多种可发电鱼类,种类高达数十种。其中最为人们熟知的当属电鳗和电鳐。电鳗以其令人闻风丧胆的放电技能而闻名,其威猛之势令人胆寒。若一只牛误入电鳗栖息的河流,并对电鳗构成威胁,那么它将会遭受电鳗的强力,那瞬间的高压足以使牛只不止。
那么,你可能会好奇,电鳗是如何避免电到自己的呢?从常理推断,电鳗在捕食时不会自相。但实际上,在某些特殊情况下,电鳗确实有可能电到自己,甚至严重到危及生命。为了解开这个谜团,我们先要深入了解电鳗的工作原理。
电鳗的身体仿佛一个巨大的发电体。虽然名字叫“电鳗”,但它并不属于鳗鱼族群,而是属于刀鱼的一种。就如它的名字所暗示的那样,电鳗确实是水中高压线,具备真正的放电能力。实际上,生物电流在自然界中普遍存在。以为例,各种反应和肌肉运动都伴随着微弱的电流和电位变化。而电鳗所拥有的特殊高压放电能力,则源于其特殊的肌肉所形成的放电体。
这种肌肉占据了电鳗身体的五分之四。电鳗的肌肉呈薄片状,数以千计乃至上万的薄片相互串联,每个发电体之间形成了一个类似于“小电池”的结构。每个小电池可以发出150毫伏的电压,成千上万个这样的电池所发出的总电压高达600~800伏特,足以使一头水牛失去意识。
值得一提的是,尽管这种电压持续时间相对短暂,但电鳗却能精准控制放电的时间和强度。在水中捕食时,它们会适度放电以捕捉小鱼类。有时它们也会攻击河边饮水的牛等大型生物,通过突袭的方式将其电晕。
学过高中生物的学生都知道,细胞和肌肉细胞的细胞膜上存在一种跨膜蛋白质——钠钾泵。这种蛋白质在特定条件下会引发细胞内的钠离子涌入和膜附近电位的反转,从而形成一种放电现象。
有趣的是,尽管电鳗在水中几乎无天敌,但它们仍有可能因自身的放电而遭遇危险。经过长时间的生物进化,电鳗全身被一层导电性极佳的脂肪所包裹。这保证了它们在水中放电时不会伤及自己。然而一旦离开水面进入空气环境时情况就大不相同了。下面列举了电鳗可能自伤的几种情况:
在空气中放电时,由于空气的电阻远大于电鳗的电阻,电流最终会回到电鳗身上。在极端情况下,这甚至可能导致电鳗被自己发出的电流所伤害。
如果电鳗的身体受到伤害导致部分出现时,其的身体部分就像两根的电线一样发生短路现象从而伤及自己。