Електрика у світі тварин
На просторах морів та океанів мешкає величезна кількість надзвичайних істот, серед яких варто відзначити ската та вугра. Ці створіння відомі кожному школяреві тим, що для свого захисту і полювання використовують електричний струм. Але як це відбувається знають не всі. Це дивовижно, їх живий організм здатний виконувати роль надзвичайно потужного акумулятора.
Хто з мешканців водного світу виробляє електрику?
Спочатку варто відзначити, що електричний струм генерують всі риби, які населяють нашу планету. Просто більшість видів генерують незначні заряди, які зовсім не відчутні при взаємодії. А ось 1% спроможний сконцентрувати значний заряд, який можна відчути. Морські істоти здатні виробляти електричний струм завдяки спеціально побудованих м`язів, адже саме вони виробляють і накопичують струм. Деякі види риб в процесі еволюції навчилися акумулювати значні заряди і «бити» ним свого противника або здобич. Найбільш успішні досягли вершин в цій справі, вони й відомі нам, як «електричні» риби. Наприклад, до них відносимо скатів, вугрів, звіздарів, гімнархів, та навіть окремі види сомів.
Як риби виробляють електричний струм?
Усі без винятку види «електричних» морських істот виробляють електричний струм тільки під час руху. Тут все дуже просто, їх м`язи в цей момент постійно змінюють свою форму і взаємодіють з навколишнім середовищем. При цьому, голова виступає в ролі позитивного полюса батареї, а хвіст – негативного. Відбувається накопичення та утримання електрики, наче в батарейці. І, як було сказано, все проходить у м’язах риб, які мають спеціальну будову у вигляді стовпчиків, певна кількість яких створює окремі пластини. Стовпчики з’єднані паралельно, пластини – послідовно. Кожен стовпчик, це мініатюрна батарейка, а завдяки послідовному та паралельному з’єднані великої їх кількості, яке вивчали на уроках фізики у 8 класі, рибам вдається збільшити не лише силу струму, а й напругу своєї природної акумуляторної батареї. Але сам процес акумулювання відбувається за рахунок різниці потенціалів на кожному стовпчику, яка виникає завдяки складним хімічним процесам, котрі ви вивчали на уроках біології та хімії. Якщо коротко узагальнити, то всередині спеціальної електричної клітини риби знаходиться йонний насос, котрий викачує назовні йони натрію, а всередину – йони калія. Виникає різниця потенціалів.
Як риби «б`ють» струмом?
Удар струмом здійснюється за допомогою імпульсів. Риба цілеспрямовано «б`є» ними свого ворога. Деякі види навмисно випускають в жертву приблизно 500 імпульсів, щоб остаточно вразити супротивника. Відповідно, удари є усвідомленими і спрямованими, тобто не можна отримати заряд, просто доторкнувшись до риби.
У більшості випадків риби використовують свою «зброю» тільки при прямому контакті з жертвою. У певних ситуаціях можуть пустити струм на невеликих відстанях, щоб відігнати більшого хижака. У перерахованих вище риб різниця потенціалів, що розвивається на кінцях електричних органів, може сягає 1200 вольт (електричний вугор), а потужність розряду в імпульсі від 1 до 6 кіловат (електричний скат).
Чи небезпечні електричні риби людині?
Навіть слабкий заряд при подібних параметрах може серйозно зашкодити здоров`ю людини, особливо на глибині. Бували випадки, коли викинуті на берег риби буквально збивали людей на землю при контакті, через що терміново було потрібне лікарське втручання.
Електричний вугор
Електричні вугрі (Electrophorus electricus) живуть в Південній Америці, в річках, і полюють на дрібну рибу. Дорослі особини виростають в довжину від 1 до 3 метрів, але навіть вони нерідко стають жертвами місцевих хижаків. Через це вугрі змушені використовувати електрику не тільки для полювання, але й для оборони.
М`язи для накопичення енергії, які також часто називаються «електричні органи», розташовуються уздовж хребта риби і складають приблизно 80% від загальної маси вугра. Заряд поступово накопичується в спеціальних складках, після чого в потрібний момент поширюється в просторі, вражаючи все живе в радіусі досягнення. Даним способом риба паралізує жертву, після чого може прийматися за її поїдання. Щоб струм вдарив істоту, вона повинно знаходитися якомога ближче. Але бували ситуації, коли рибалки ловили вугра на гачок і отримували розряд без контакту з ним: струм проходив по волосіні вгору і бив відразу, як тільки людина до неї торкалася.
Електричний скат
Даний вид істот знаменитий не тільки здатністю виробляти електрику, а й своєю плескатої формою, що нагадує невеликий рушник. Вони мешкають переважно на дні океанів і досягають в довжину 180 см.
Електричну енергію електричні скати (Torpediniformes) накопичують по всьому тілу за рахунок скорочення м`язів. Навіть юні особини здатні бити струмом з напругою від 8 В. Це допомагає полювати і паралізувати маленьку рибу.
Про властивості скатів знали ще в Стародавньому Єгипті. Місцеві лікарі використовували легкі удари струмом юних особин в медичних цілях. Вважалося, що невеликі розряди допомагають людині позбутися хвороб.