电鳗是(shi)指属于脊索动物门、辐鳍鱼纲、电鳗亚(ya)目、裸背电鳗科、电鳗属的一种。以(yi)放电而进行捕食,是能(neng)够放电的特殊物种。自身又具有特殊的结构,又不至于自身(shen)触电由于电鳗会发电,人们叫(jiao)它做活的发电机、活(huo)电池、电鱼等。它具有很高(gao)的营养价值与产业利用价值,为人类(lei)做出了很大的贡献。电鳗的放电特(te)性启发人们发明和创造了能贮存电的电(dian)池。其利用前景相当可观,许我们进(jin)一步开发与利用这一宝贵资源。人们日常生活中所用(yong)的干电池,在正负极间(jian)的糊状填充物,就是受电鳗发电(dian)器里的胶状物启(qi)发而改进的。
1.电鳗的分布
生(sheng)活在南美洲亚马逊河和圭亚那河(he)的电鳗,外形极似鳗鲡,体长2米左右。全世界的电鳗主要生长于热(re)带及温带地区水域(yu),除了欧洲电鳗及美(mei)洲电鳗分布在大西洋外,其馀均100分布在印度洋及太平洋区域。
在中国,顺德被(bei)称为“中国鳗鱼之乡”。首届(jie)中国(龙之星)鳗鱼美食文化节就是(shi)在那里开门。首届中国鳗鱼(yu)节已经开展了一系列富有成(cheng)效的宣传推广活动(dong),在全国兴起了一股鳗鱼热,极(ji)大地提升了鳗鱼知名度。
2.生活习性(xing)
电鳗是一(yi)种降河性洄游鱼(yu)类,原产于海中,溯河到淡水内长(chang)大,后回到海中(zhong)产卵。每年春季(ji),大批幼电鳗成群(qun)自大海进入江河口。雄电鳗通常就在江(jiang)河口成长;而雌电鳗则逆水(shui)上溯进入江河的干(gan)、支流和与江河相通的湖泊,有的甚至跋涉几千(qian)公里到达江河的(de)上游各水体。
2-1生殖
它们在江(jiang)河湖泊中生长、发育,往(wang)往昼伏夜出,喜欢流水(shui)、弱光、穴居,具有很强的溯水能力,其潜逃(tao)能力com也很(hen)强。到达性成熟年龄的个体(ti),在秋季又大批降河,游至江河口与雄电鳗会合后,继续游至(zhi)海洋中进行繁殖。据推(tui)测其产卵场在北纬30度以南和中国(guo)台湾的东南附近,1次性产卵,卵小,10天内可(ke)孵化。孵化后仔鱼逐渐上(shang)升到水表层,以(yi)后被海流漂向中国、朝鲜、日本沿岸,此时仔鱼约为1龄,冬春在近岸处变(bian)为白苗,并随着色素的(de)增加而变为黑苗(miao)。开始溯河时为白苗,到溯河后(hou)期则以黑苗为主,混杂少量(liang)白苗。电鳗的性腺在淡水中不(bu)能很好地发育,更不能在淡水中繁殖(zhi),雌电鳗的性腺发育是在降(jiang)河洄游入海之后才得以(yi)完成。在秋末(8-9月间)大批雌电鳗接(jie)近性成熟时降河入海,并随同在河口(kou)地带生长的雄电(dian)鳗至外海进行繁殖。
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2-2捕食(shi)
电(dian)鳗常在夜间捕食(shi),食物中有小鱼(yu)、蟹、虾、甲壳动物和水生昆(kun)虫,也食动物腐败(bai)尸体,更有部分个体(ti)的食物中发现有高等植物碎屑。摄食强度及生长速度(du)随水温升高而增强,一般以(yi)春、夏两季为最(zui)高。电鳗可以发电,并靠发出的电流击毙(bi)水中的小鱼、虾及其他的小(xiao)动物,是一种捕食和打击敌害的手(shou)段。
电鳗捕食的时候(hou),首先悄悄地游(you)近鱼群,然后可连续(xu)放出电流,受到电击的鱼马(ma)上晕厥过去,身体僵直(zhi),于是,电鳗乘机吞食它们。电(dian)鳗放电,有时也不一定是为(wei)了捕食,也可能是一种(zhong)生理需要。被电鳗(man)电死的鱼,往往(wang)超过它们食用所需要的量,这给渔业生产带来危害。电(dian)鳗放电后要经过一段时间的恢复,才(cai)能放电。利用这一特点,渔民们(men)捕捞电鳗时,先把牲畜赶到水(shui)中,使电鳗放电,等到它们把电量消(xiao)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(he)和圭亚那河的电鳗,外形极(ji)似鳗鲡,体长2米左右,重达20公(gong)斤。体表光滑无鳞,背部黑色腹部(bu)橙黄色,没有背鳍和腹鳍。臀鳍特别长,是(shi)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(liang)侧。
4发电机原理
它(ta)的发电器分布在身体两侧的肌肉内,身(shen)体的尾端为正极,头部为负极,电流是(shi)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(dian)流。
发电器最主要的枢纽,是器官的神经部分,电鳗(man)能随意放电,放电时间和强度,它完(wan)全能够自己掌握。世界上有好多种电鳗(man),其发电能力各不(bu)相同。电鳗可以放出(chu)50安培的电流(liu),电压达60—80伏,有海中“活电(dian)站”之称。电鳗是鱼类(lei)中放电能力最强的淡水鱼类,输(shu)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(ci),但连续放电后,电流逐(zhu)渐减弱,10—15秒钟后完全(quan)消失,休息一会后(hou)又能重新恢复放电(dian)能力。
电鳗放(fang)电时的平均电压为350多伏,但也有(you)过650伏的放(fang)电记录。电鳗放电时产生的电流是(shi)极微弱的,一般不到l安培;然而(er)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(shi)放电。虽然发出(chu)的是直流电,但放电频(pin)率每秒可达300个脉冲(chong)。
放电的损伤力取决于鳗鱼的(de)大小和机体的状况。当电鳗(man)长不到1米时,电压随着(zhe)电鳗的成长而增加。当长(chang)到1米后,只增加电流的强度(du)。
5.自身不会被(bei)电死的原因
电不着(zhe)自己电鳗内部有许多所谓(wei)生物电池 (electroplaques)串联及并联在一起,所(suo)以虽然电鳗的头尾电位差可以高达(da)750V,但是因为生物电池的(de)并联(一共约140行左右)把(ba)电流分散掉,所以实际上,通过每个行(xing)的电流跟他电鱼时所放(fang)出的电流差了两个命令,相对之下小的多,所以他才(cai)不会电鱼时,把自己也给电死了。
电(dian)鳗是活的“发电机”。它(ta)尾部两侧的肌肉,是由有规则(ze)地排列着的6000—10000枚肌肉薄片组成,薄片之间有(you)结缔组织相隔,并有许(xu)多神经直通中枢神经系统。每枚肌(ji)肉薄片像一个小电池,只能产生150毫伏的{TagsLink:2},但(dan)近万个“小电池”串联起来,就可(ke)以产生很高的电压。电鳗尾部(bu)发出的电流,流向头部的感受器,因(yin)此在它身体周围(wei)形成一个弱电场。电鳗中枢神经系统(tong)中有专门的细胞来(lai)监视电感受器的活(huo)动,并能根据监视分析的结果指挥电鳗(man)的行为,决定采取捕(bu)食行为或避让行为或其它行为。有人做(zuo)过这么一个实验:在水池中放置两(liang)根垂直的导线,放入电(dian)鳗,并将水池放在(zai)黑暗的环境里,结果发现电鳗总在导线(xian)中间穿梭,一点儿也不会碰导线;当(dang)导线通电后,电(dian)鳗一下子就往后跑了。这说(shuo)明电鳗是靠“电感”来判断周围环境的。所以(yi){TagsLink:0}能{TagsLink:1}很高的电压,但(dan)它不会被自己放出的电而死亡。
6.放电范围
电鳗体内有一些(xie)细胞就像小型的叠层电池,当它(ta)被神经信号所激励时,能陡然使离(li)子流通过它的细胞膜。电鳗体内从(cong)头到尾都有这样的细胞,就像许多叠在一起的叠层(ceng)电池。当产生电流时,所有这些(xie)电池(每个电池电压约15伏)都串联起来,这样(yang)在电鳗的头和尾之间就产生了很高(gao)的电压。许多这样的电池组又并(bing)联起来,这样就能在体(ti)外产生足够大的(de)电流。用这些电流足以将它的(de)猎物或天敌击晕(yun)或击毙。淡水里的电鱼需(xu)要更多的电池串联在一起,因为淡(dan)水的电阻较大,产生同样的电流需要更(geng)高的的电压。
电鳗的放电器官在身体(ti)的两侧,而且它大(da)部分的身体或重要的器官都(dou)由绝缘性很高的构(gou)造包住,在水中就像是一个大(da)电池。我们知道电流会由电阻最小的(de)通路经过,所以在水(shui)中放电时,电流会经由水(电阻比电(dian)鳗身体小)传递,电鳗并不会电(dian)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(da),放电的话就会(hui)电到自已了。另外,如果电鳗受(shou)伤使两侧的绝缘体同时破损(sun)的话,放电时就(jiu)会像两条裸露的电线一样发生短路的(de)现象。它所释放的电(dian)量,能够轻而易举地把比它小的(de)动物击死,有时(shi)还会击毙比它大的动物,如正在河里涉水(shui)的马和游泳的牛也(ye)会被电鳗击昏。
在已知的所有(you)能发电的动物中,电鳗是最可怕的一个(ge),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(dui)比,对于人类的安(an)全电压是36伏,安全电流是0.01安,电鳗(man)释放的电是人体安(an)全值的几百倍,电鳗的威力不言而喻(yu)。
7.电鳗的应用价值
电鳗的营养价值与结构特点(dian)在工业方面的应用在当今(jin)逐渐被开发出来。利用前景(jing)相当的可观。
电(dian)鳗的放电特性启(qi)发人们发明和创(chuang)造了能贮存电的(de)电池。
近期,美国海军正在研(yan)制并改进一种水下造仿真鳗鱼。主要利(li)用鳗鱼出色的导航本(ben)领。鳗鱼的眼睛已经退化,它是根(gen)据脉冲的发射来判断(duan)方向。这种水下的电脉冲发射与接收(shou)非常令人感兴趣(qu)。这正是现代船舶雷达的导航原理(li)。
文中Gif截取自Youtube《Electric eel batteries》《How Do Fish Generate Electricity》《How do fish_make electricity》
(来源:网络,版权归原作者(zhe))
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