De tous les vertébrés, seuls les poissons sont capables de produire suffisamment d’énergie électrique pour paralyser ou même tuer une personne. Les organes électriques servent aux poissons pour la défense, l'orientation, la chasse et éventuellement la communication. Environ deux cent cinquante espèces de poissons sont capables de générer de l'énergie électrique ; cependant, seules les anguilles électriques accumulent une charge si puissante qu'elle peut servir d'arme contre les humains ( Électrophorus électrique), vivant en Amérique du Sud et rayons électriques appartenant à la famille Torpédinidés.

La manière dont les animaux génèrent des impulsions d’énergie électrique aussi puissantes reste un mystère pour les scientifiques, mais la nature de l’électricité animale est tout à fait claire. Énergie électrique se produit dans le corps de tout animal, y compris les humains. Les impulsions électriques se déplacent le long des fibres nerveuses et envoient des signaux aux cellules du cerveau et à d'autres cellules concernant divers phénomènes. Même la lecture de ces pages, lecteur, génère des signaux électriques ; mais chez les anguilles électriques et certaines raies pastenagues, l'énergie s'accumule tellement qu'elle est utilisée comme une arme contre d'autres poissons et animaux. Voyons comment il se forme.

L'humanité a appris que les tissus animaux génèrent de l'électricité en 1791, lorsque Luigi Galvani, professeur d'anatomie à l'Université de Bologne, a découvert que les tissus nerveux et musculaires d'une cuisse de grenouille réagissaient à électricité. Au fil du temps, les scientifiques ont découvert que les impulsions envoyant des signaux à travers système nerveux les humains, sont de nature électrochimique. Pour simplifier le tableau, nous pouvons dire que les signaux nerveux sont le mouvement d'ions, c'est-à-dire de particules chargées à travers les membranes des cellules nerveuses. Dans un état de repos ou d'inactivité d'une cellule, sa coquille a un potentiel négatif, puisque les ions chargés négativement s'accumulent depuis l'intérieur de la cellule ; cependant, il existe des ions positifs et négatifs à l'extérieur de la cellule, parmi lesquels se trouvent les ions sodium, qui transportent charge positive. Lorsqu'une cellule nerveuse envoie un signal, sa membrane change de polarité et les ions sodium la traversent dans la cellule, changeant son potentiel en positif. De retour à son état normal, la cellule se débarrasse des ions sodium par un mécanisme dont le « dispositif » est inconnu ; Les scientifiques l’appellent la « pompe à sodium » car elle semble pomper les ions sodium hors de la cellule.

Lorsque la cellule transmet le signal, la « pompe » cesse de fonctionner. Les ions sodium et potassium sont attirés les uns vers les autres, échangeant des charges et neutralisant le potentiel électrique de la cellule. De minuscules décharges remontent la fibre nerveuse s'étendant de la cellule, stimulant champ électrique dans les tissus et les liquides environnants. Le signal, ou influx nerveux, se déplace le long de la fibre nerveuse jusqu'à ce qu'il atteigne un point où il se ramifie en branches appelées terminaisons nerveuses. Les terminaisons pénètrent dans l'espace séparant une cellule nerveuse d'une autre. Cet espace entre deux cellules adjacentes du tissu nerveux est appelé synapse.

À un moment donné, une impulsion nerveuse envoyée à un muscle atteint une synapse, du côté opposé de laquelle se trouve une cellule de fibre musculaire. Ce point, appelé jonction neuromusculaire, joue un rôle essentiel dans la production d’électricité chez les poissons. Lorsqu’un influx nerveux apparaît au niveau de la jonction neuromusculaire, une sécrétion est libérée autour des terminaisons nerveuses. Substance chimique, appelée acétylcholine. S'échappant d'une cellule nerveuse vers une cellule musculaire, l'acétylcholine transmet une impulsion à la fibre musculaire, la dépolarisant et provoquant ainsi une décharge électrique. On suppose également qu’une autre fonction de l’acétylcholine est d’arrêter l’action de la « pompe à sodium » dans la cellule, qui permet aux ions de pénétrer dans la membrane cellulaire.

Généralement, un signal électrique provoque la contraction d'un muscle, ce qui se reflète dans divers mouvements du corps de l'animal. Cependant, certains muscles des poissons ont perdu la capacité de se contracter. Les terminaisons nerveuses allant à ces muscles se trouvent très densément dans la zone de la jonction neuromusculaire, et les fibres des cellules musculaires se développent tellement qu'elles forment quelque chose comme une électrode vivante.

Les organes électriques des poissons comme les anguilles électriques et les rayons électriques sont constitués de plusieurs « électrodes » similaires. Lorsqu’ils sont tous déchargés, un courant électrique de grande puissance se produit. La décharge est contrôlée par un faisceau de nerfs qui, chez l'anguille électrique, proviennent de la moelle épinière et chez la raie électrique, du cerveau.

Les raies pastenagues électriques, qui vivent à la fois dans les zones tempérées et tropicales, sont capables de créer des tensions allant jusqu'à 50 volts et plus sur leurs « électrodes » ; cela suffit à tuer les poissons et crustacés dont se nourrissent les raies. La raie pastenague électrique ressemble à une crêpe flexible avec une queue longue et épaisse. Lors de la chasse, la raie pastenague se précipite sur la proie avec tout son corps et la « serre dans ses bras » avec ses « ailes », aux extrémités desquelles se trouvent des organes électriques. L'étreinte se ferme, les « électrodes » se déchargent - et la raie pastenague tue sa victime avec une décharge électrique.

La plus grande des raies électriques est Torpille nobiliane, habitant des eaux de l'Atlantique Nord ; il atteint une longueur de 1,8 mètre, pèse environ 100 kilogrammes et est capable de créer une différence de potentiel de 200 volts - cela suffit pour tuer tout animal qui se trouve dans l'eau à proximité. L'efficacité particulière de la décharge électrique dans l'eau s'explique par le fait que l'eau est un bon conducteur du courant électrique.

La raie pastenague électrique est mentionnée dans de nombreuses légendes qui nous sont parvenues depuis des temps immémoriaux ; les interprètes de rêves pensaient que cela préfigurait un malheur imminent. Les Grecs et les Romains savaient que la raie possédait une source d’énergie étrange, et comme l’électricité n’était pas connue à cette époque, ils croyaient que sa source était une substance inconnue. Il y avait une autre croyance - qu'une raie pastenague accrochée à un hameçon en bronze tue un pêcheur qui a abandonné le matériel et que la mort survient par coagulation du sang.

Dans les temps anciens, les raies pastenagues étaient utilisées pour le traitement par choc. Les guérisseurs plaçaient de petites raies pastenagues sur la tête des patients souffrant de maux de tête et d'autres affections ; On pensait que la raie pastenague avait des propriétés curatives.

Une anguille électrique qui génère un courant de 650 volts, soit plusieurs fois la tension que même la plus grosse raie pastenague peut produire, pourrait tuer toute personne se trouvant dans l'eau à proximité. L'anguille électrique a peu de points communs avec les autres anguilles ; il est apparenté au poisson-couteau et vit dans les rivières. L'anguille électrique atteint une longueur de 2,7 mètres et une épaisseur d'environ 10 centimètres. Les quatre cinquièmes de son corps sont occupés par trois organes électriques, et seulement un cinquième de sa longueur est occupé par d'autres organes qui remplissent des fonctions vitales aussi importantes que la respiration, la digestion, la reproduction et autres.

Les eaux dans lesquelles vit l'anguille électrique sont pauvres en oxygène, mais cela ne dérange pas l'anguille : elle a également appris à respirer l'oxygène de l'air. De nombreux vaisseaux sanguins dans sa bouche sont capables d'absorber l'oxygène et l'anguille capte l'air et remonte à la surface de l'eau.

Une jeune anguille électrique voit bien, mais à mesure qu'elle vieillit, sa vision se détériore fortement. Cela ne gêne pas particulièrement l'anguille, car dans l'obscurité, Eau boueuse là où il vit habituellement, les yeux sont encore peu utiles. Les mêmes organes électriques aident l'anguille à rechercher des proies : elle émet des impulsions électriques relativement faibles, dont la tension ne dépasse pas 40 à 50 volts ; ces décharges basse tension l'aident à trouver de petits créatures marines, dont se nourrit l'anguille. De plus, les anguilles électriques sont probablement capables de percevoir les décharges électriques les unes des autres - dans tous les cas, lorsque l'une d'elles paralyse la proie avec un choc électrique, d'autres anguilles se précipitent vers la proie.

Les anguilles électriques s'adaptent bien à la vie en captivité et peuvent souvent être observées dans les aquariums ; Habituellement, l'aquarium est équipé d'une sorte de Appareil électroménager pour démontrer les capacités uniques de l'anguille, par exemple, avec une lampe à laquelle partent des fils provenant de deux électrodes descendues dans l'eau. Lorsque des morceaux de nourriture ou des petits poissons sont jetés dans l'aquarium, la lampe s'allume car, détectant une proie, l'anguille commence à générer des décharges électriques dans l'eau. L'aquarium peut également être équipé d'amplificateurs de son, et les visiteurs entendront alors des bruits statiques accompagnant les décharges de courant générées par l'anguille.

Manipuler une anguille électrique est assez dangereux. Au zoo de Londres, une anguille a un jour donné un violent choc électrique au gardien qui la nourrissait. Une autre anguille a commencé à générer des décharges électriques alors qu'elle était transportée dans une boîte métallique, et le préposé a dû jeter la boîte par terre. Mais ce n'est qu'en cas de contact direct que le coup de l'anguille est mortel ; cependant, un nageur pris dans l'eau à proximité du site de rejet peut se noyer s'il est en état de choc.

La capacité de l’anguille à produire d’énormes quantités d’électricité attire l’attention des biologistes et des médecins depuis plus d’un siècle. Durant la Seconde Guerre mondiale, les militaires, notamment américains, s'y intéressent : deux ans après l'entrée en guerre des États-Unis, deux cents anguilles électriques capturées en Amérique du Sud sont livrées à New York. Le zoo du Bronx leur a construit vingt-deux piscines en bois. Les anguilles ont été utilisées dans des expériences pour étudier les effets des gaz neurotoxiques, qui bloquent la transmission de l'influx nerveux et peuvent ainsi arrêter le fonctionnement du cœur, des poumons et d'autres organes vitaux. L'essence de l'action des gaz est qu'ils empêchent la dégradation de l'acétylcholine après l'arrêt de la « pompe à sodium » de la cellule nerveuse. En règle générale, l'acétylcholine est décomposée dans l'organisme immédiatement après avoir rempli sa fonction ; Le processus de dégradation est contrôlé par une enzyme appelée cholinestérase. Les gaz neurotoxiques interfèrent précisément avec l’action de cette enzyme.

Les organes électriques de l'anguille contiennent une grande quantité de cholinestérase, qui est également très active ; C’est pourquoi les spécialistes militaires avaient besoin d’anguilles électriques amenées au zoo du Bronx : elles servaient de source d’enzyme nécessaire pour étudier les effets paralysants des nerfs des gaz toxiques. La plupart des employés du zoo n'ont compris qu'après la guerre pourquoi tant d'anguilles électriques étaient gardées dans les sous-sols de l'enclos des lions.

Les poissons constituent une minorité des habitants des océans du monde ; une partie beaucoup plus grande de ses habitants sont des invertébrés, et c'est parmi eux que se trouvent les animaux aquatiques les plus miniatures et les plus inoffensifs, et les plus énormes et dangereux.

Dans les films d'aventure et les romans se déroulant dans les mers de l'hémisphère sud, un bénitier géant apparaît souvent Tridacna gigas, représenté comme une sorte de piège vivant, un piège attendant un nageur imprudent. En fait, ce géant se nourrit de plancton et n'a pas du tout l'énorme force qu'on lui attribue habituellement - même si la taille de sa coquille atteint en réalité 1,2 mètre et que le poids du mollusque lui-même est de 220 kilogrammes. Il n’existe pas un seul cas documenté de décès d’une personne suite à une collision avec Tridacna gigas, cependant, même des sources faisant autorité comme celles publiées par le journal américain marine Le magazine "Science de la Mer", met en garde le lecteur sur le danger que représente ce mollusque pour un plongeur. Cependant, il est peu probable qu'un mollusque qui ferme accidentellement ses valves autour d'une jambe humaine la retienne ; il essaiera plutôt de se débarrasser des proies gênantes.

De tous les vertébrés, seuls les poissons sont capables de produire quantité suffisante l'énergie électrique pour paralyser ou même tuer une personne. Les organes électriques servent aux poissons pour la défense, l'orientation, la chasse et éventuellement la communication. Environ deux cent cinquante espèces de poissons sont capables de générer de l'énergie électrique ; cependant, seules les anguilles électriques accumulent une charge si puissante qu'elle peut servir d'arme contre les humains ( Électrophorus électrique), vivant en Amérique du Sud, et les rayons électriques appartenant à la famille Torpédinidés.

La manière dont les animaux génèrent des impulsions d’énergie électrique aussi puissantes reste un mystère pour les scientifiques, mais la nature de l’électricité animale est tout à fait claire. L'énergie électrique apparaît dans le corps de tout animal, y compris l'homme. Les impulsions électriques se déplacent le long des fibres nerveuses et envoient des signaux aux cellules du cerveau et à d'autres cellules concernant divers phénomènes. Même la lecture de ces pages, lecteur, génère des signaux électriques ; mais chez les anguilles électriques et certaines raies pastenagues, l'énergie s'accumule tellement qu'elle est utilisée comme une arme contre d'autres poissons et animaux. Voyons comment il se forme.

L'humanité a appris que les tissus animaux produisent de l'électricité en 1791, lorsque Luigi Galvani, professeur d'anatomie à l'Université de Bologne, a découvert que les tissus nerveux et musculaires d'une cuisse de grenouille réagissaient au courant électrique. Au fil du temps, les scientifiques ont découvert que les impulsions qui envoient des signaux dans tout le système nerveux humain sont de nature électrochimique. Pour simplifier le tableau, nous pouvons dire que les signaux nerveux sont le mouvement d'ions, c'est-à-dire de particules chargées, à travers les membranes des cellules nerveuses. Dans un état de repos ou d'inactivité d'une cellule, sa coquille a un potentiel négatif, puisque les ions chargés négativement s'accumulent depuis l'intérieur de la cellule ; cependant, il existe des ions positifs et négatifs à l’extérieur de la cellule, parmi lesquels se trouvent les ions sodium, qui portent une charge positive. Lorsqu'une cellule nerveuse envoie un signal, sa membrane change de polarité et les ions sodium la traversent dans la cellule, changeant son potentiel en positif.

De retour à son état normal, la cellule se débarrasse des ions sodium par un mécanisme dont le « dispositif » est inconnu ; Les scientifiques l’appellent la « pompe à sodium » car elle semble pomper les ions sodium hors de la cellule.

Lorsque la cellule transmet le signal, la « pompe » cesse de fonctionner. Les ions sodium et potassium sont attirés les uns vers les autres, échangeant des charges et neutralisant le potentiel électrique de la cellule. De minuscules décharges remontent une fibre nerveuse s'étendant de la cellule, excitant un champ électrique dans les tissus et les fluides environnants. Le signal, ou influx nerveux, se déplace le long de la fibre nerveuse jusqu'à ce qu'il atteigne un point où il se ramifie en branches appelées terminaisons nerveuses. Les terminaisons pénètrent dans l'espace séparant une cellule nerveuse d'une autre. Cet espace entre deux cellules adjacentes du tissu nerveux est appelé synapse.

Les poissons électriques vivent aussi bien dans les mers que dans les plans d'eau douce. Parmi les animaux de notre planète, la décharge électrique la plus puissante est créée par l'anguille électrique (photo du haut) ; avec sa décharge, il est capable de paralyser un cheval. La raie pastenague électrique (photo du bas), « serrant » sa proie avec ses nageoires, la paralyse également avec une décharge électrique

À un moment donné, une impulsion nerveuse se propageant vers un muscle atteint une synapse, du côté opposé de laquelle se trouve une cellule de fibre musculaire. Ce point, appelé jonction neuromusculaire, joue un rôle essentiel dans la production d’électricité chez les poissons. Lorsqu’un influx nerveux se produit à la jonction neuromusculaire, un produit chimique appelé acétylcholine est libéré autour des terminaisons nerveuses. S'échappant d'une cellule nerveuse vers une cellule musculaire, l'acétylcholine transmet une impulsion à la fibre musculaire, la dépolarisant et provoquant ainsi une décharge électrique. On suppose également qu’une autre fonction de l’acétylcholine est d’arrêter l’action de la « pompe à sodium » dans la cellule, qui permet aux ions de pénétrer dans la membrane cellulaire.

Généralement, un signal électrique provoque la contraction d'un muscle, ce qui se reflète dans divers mouvements du corps de l'animal. Cependant, certains muscles des poissons ont perdu la capacité de se contracter. Les terminaisons nerveuses allant à ces muscles se trouvent très densément dans la zone de la jonction neuromusculaire, et les fibres des cellules musculaires se développent tellement qu'elles forment quelque chose comme une électrode vivante.

Les organes électriques des poissons comme les anguilles électriques et les rayons électriques sont constitués de plusieurs « électrodes » similaires. Lorsqu’ils sont tous déchargés, un courant électrique de grande puissance se produit. La décharge est contrôlée par un faisceau de nerfs qui, chez l'anguille électrique, proviennent de la moelle épinière et chez la raie électrique, du cerveau.

Les raies pastenagues électriques, qui vivent à la fois dans les zones tempérées et tropicales, sont capables de créer des tensions allant jusqu'à 50 volts et plus sur leurs « électrodes » ; cela suffit à tuer les poissons et crustacés dont se nourrissent les raies. La raie pastenague électrique ressemble à une crêpe flexible avec une queue longue et épaisse. Lors de la chasse, la raie pastenague se précipite sur la proie avec tout son corps et la « serre dans ses bras » avec ses « ailes », aux extrémités desquelles se trouvent des organes électriques. L'étreinte se ferme, les « électrodes » se déchargent - et la raie pastenague tue sa victime avec une décharge électrique.

La plus grande des raies électriques est Torpille nobiliane, habitant des eaux de l'Atlantique Nord ; il atteint une longueur de 1,8 mètre, pèse environ 100 kilogrammes et est capable de créer une différence de potentiel de 200 volts - cela suffit pour tuer tout animal qui se trouve dans l'eau à proximité. L'efficacité particulière de la décharge électrique dans l'eau s'explique par le fait que l'eau est un bon conducteur du courant électrique.

La raie pastenague électrique est mentionnée dans de nombreuses légendes qui nous sont parvenues depuis des temps immémoriaux ; les interprètes de rêves pensaient que cela préfigurait un malheur imminent. Les Grecs et les Romains savaient que la raie possédait une source d’énergie étrange, et comme l’électricité n’était pas connue à cette époque, ils croyaient que sa source était une substance inconnue. Il y avait une autre croyance - qu'une raie pastenague accrochée à un hameçon en bronze tue un pêcheur qui a abandonné le matériel et que la mort survient par coagulation du sang.

Dans les temps anciens, les raies pastenagues étaient utilisées pour le traitement par choc. Les guérisseurs plaçaient de petites raies pastenagues sur la tête des patients souffrant de maux de tête et d'autres affections ; On pensait que la raie pastenague avait des propriétés curatives.

Une anguille électrique qui génère un courant de 650 volts, soit plusieurs fois la tension que même la plus grosse raie pastenague peut produire, pourrait tuer toute personne se trouvant dans l'eau à proximité. L'anguille électrique a peu de points communs avec les autres anguilles ; il est apparenté au poisson-couteau et vit dans les rivières. L'anguille électrique atteint une longueur de 2,7 mètres et une épaisseur d'environ 10 centimètres. Les quatre cinquièmes de son corps sont occupés par trois organes électriques, et seulement un cinquième de sa longueur est occupé par d'autres organes qui remplissent des fonctions vitales aussi importantes que la respiration, la digestion, la reproduction et autres.

Les eaux dans lesquelles vit l'anguille électrique sont pauvres en oxygène, mais cela ne dérange pas l'anguille : elle a également appris à respirer l'oxygène de l'air. De nombreux vaisseaux sanguins dans sa bouche sont capables d'absorber l'oxygène et l'anguille capte l'air et remonte à la surface de l'eau.

Une jeune anguille électrique voit bien, mais à mesure qu'elle vieillit, sa vision se détériore fortement. Cela ne dérange pas particulièrement l'anguille, car dans les eaux sombres et boueuses où elle vit habituellement, les yeux ne sont de toute façon pas d'une grande utilité. Les mêmes organes électriques aident l'anguille à rechercher des proies : elle émet des impulsions électriques relativement faibles, dont la tension ne dépasse pas 40 à 50 volts ; ces décharges basse tension l'aident à trouver les petites créatures marines dont se nourrit l'anguille. De plus, les anguilles électriques sont probablement capables de percevoir les décharges électriques les unes des autres - dans tous les cas, lorsque l'une d'elles paralyse la proie avec un choc électrique, d'autres anguilles se précipitent vers la proie.

Les anguilles électriques s'adaptent bien à la vie en captivité et peuvent souvent être observées dans les aquariums ; Habituellement, l'aquarium est équipé d'une sorte d'appareil électrique pour démontrer les capacités uniques de l'anguille, par exemple une lampe à laquelle partent des fils provenant de deux électrodes descendues dans l'eau. Lorsque des morceaux de nourriture ou des petits poissons sont jetés dans l'aquarium, la lampe s'allume car, détectant une proie, l'anguille commence à générer des décharges électriques dans l'eau. L'aquarium peut également être équipé d'amplificateurs de son, et les visiteurs entendront alors des bruits statiques accompagnant les décharges de courant générées par l'anguille.

Manipuler une anguille électrique est assez dangereux. Au zoo de Londres, une anguille a un jour donné un violent choc électrique au gardien qui la nourrissait. Une autre anguille a commencé à générer des décharges électriques alors qu'elle était transportée dans une boîte métallique, et le préposé a dû jeter la boîte par terre. Mais ce n'est qu'en cas de contact direct que le coup de l'anguille est mortel ; cependant, un nageur pris dans l'eau à proximité du site de rejet peut se noyer s'il est en état de choc.

La capacité de l’anguille à produire d’énormes quantités d’électricité attire l’attention des biologistes et des médecins depuis plus d’un siècle. Durant la Seconde Guerre mondiale, les militaires, notamment américains, s'y intéressent : deux ans après l'entrée en guerre des États-Unis, deux cents anguilles électriques capturées en Amérique du Sud sont livrées à New York. Le zoo du Bronx leur a construit vingt-deux piscines en bois. Les anguilles ont été utilisées dans des expériences visant à étudier les effets des gaz neurotoxiques, qui bloquent la transmission de l'influx nerveux et peuvent ainsi arrêter le cœur, les poumons et d'autres organes vitaux. L'essence de l'action des gaz est qu'ils empêchent la dégradation de l'acétylcholine après l'arrêt de la « pompe à sodium » de la cellule nerveuse. En règle générale, l'acétylcholine est décomposée dans l'organisme immédiatement après avoir rempli sa fonction ; Le processus de dégradation est contrôlé par une enzyme appelée cholinestérase. Les gaz neurotoxiques interfèrent précisément avec l’action de cette enzyme.

Les organes électriques de l'anguille contiennent une grande quantité de cholinestérase, qui est également très active ; C’est pourquoi les experts militaires avaient besoin d’anguilles électriques amenées au zoo du Bronx : elles servaient de source d’enzyme nécessaire pour étudier les effets paralysants des nerfs des gaz toxiques. La plupart des employés du zoo n'ont compris qu'après la guerre pourquoi tant d'anguilles électriques étaient gardées dans les sous-sols de l'enclos des lions.

Les poissons constituent une minorité des habitants des océans du monde ; une partie beaucoup plus grande de ses habitants sont des invertébrés, et c'est parmi eux que se trouvent les animaux aquatiques les plus miniatures et les plus inoffensifs, et les plus énormes et dangereux.

Dans les films d'aventure et les romans se déroulant dans les mers de l'hémisphère sud, un bénitier géant apparaît souvent Tridacna gigas, représenté comme une sorte de piège vivant, un piège attendant un nageur imprudent. En fait, ce géant se nourrit de plancton et n'a pas du tout l'énorme force qu'on lui attribue habituellement - même si la taille de sa coquille atteint en réalité 1,2 mètre et que le poids du mollusque lui-même est de 220 kilogrammes. Il n’existe pas un seul cas documenté de décès d’une personne suite à une collision avec Tridacna gigas Cependant, même des sources faisant autorité comme le magazine Marine Science publié par l'US Navy mettent en garde le lecteur contre le danger que ce mollusque représente pour un plongeur. Cependant, il est peu probable qu'un mollusque qui ferme accidentellement ses valves autour d'une jambe humaine la retienne ; il essaiera plutôt de se débarrasser des proies gênantes.

Dominique Statham

Photo ©depositphotos.com/Yourth2007

Poisson capable de détecter champs électriques, appelé électroréceptif, et ceux capables de générer un champ électrique puissant, comme une anguille électrique, sont appelés électrogène.

Comment une anguille électrique génère-t-elle une tension électrique aussi élevée ?

Les poissons électriques ne sont pas les seuls capables de produire de l'électricité. Pratiquement tous les organismes vivants le font à un degré ou à un autre. Les muscles de notre corps, par exemple, sont contrôlés par le cerveau à l’aide de signaux électriques. Les électrons produits par les bactéries peuvent être utilisés pour produire de l’électricité dans des piles à combustible appelées électrocytes. (voir le tableau ci-dessous). Bien que chaque cellule ne transporte qu'une petite charge, en empilant des milliers de cellules en série, comme les batteries d'une lampe de poche, des tensions allant jusqu'à 650 volts (V) peuvent être générées. Si vous disposez ces rangées en parallèle, vous pouvez produire un courant électrique de 1 Ampère (A), ce qui donne un choc électrique de 650 watts (W ; 1 W = 1 V × 1 A).

Comment une anguille évite-t-elle de se choquer ?

Photo : CC-BY-SA Steven Walling via Wikipédia

Les scientifiques ne savent pas exactement comment répondre à cette question, mais les résultats de certaines observations intéressantes pourraient éclairer ce problème. Premièrement, les organes vitaux de l'anguille (comme le cerveau et le cœur) sont situés près de la tête, à l'écart des organes producteurs d'électricité, et sont entourés de tissu adipeux qui peut servir d'isolant. La peau a également des propriétés isolantes, car il a été observé que l’acné sur peau endommagée est plus susceptible de s’auto-étourdir par choc électrique.

Deuxièmement, les anguilles sont capables de délivrer les chocs électriques les plus puissants au moment de l'accouplement, sans nuire au partenaire. Cependant, si un coup de même force est appliqué à une autre anguille en dehors de l’accouplement, elle peut la tuer. Cela suggère que les anguilles disposent d’une sorte de système de défense qui peut être activé et désactivé.

L'anguille électrique aurait-elle pu évoluer ?

Il est très difficile d’imaginer comment cela pourrait se produire au moyen de changements mineurs, comme l’exige le processus proposé par Darwin. Si l’onde de choc était importante dès le début, alors au lieu d’étourdir, elle avertirait la victime du danger. De plus, afin de développer sa capacité à étourdir ses proies, l'anguille électrique devrait simultanément développer un système d’auto-défense. Chaque fois qu'une mutation augmente la puissance du choc électrique, une autre mutation doit également apparaître qui améliore l'isolation électrique de l'anguille. Il semble peu probable qu’une seule mutation suffise. Par exemple, pour rapprocher les organes de la tête, il faudrait toute une série de mutations, qui devraient se produire simultanément.

Bien que peu de poissons soient capables d’étourdir leurs proies, de nombreuses espèces utilisent l’électricité basse tension pour la navigation et la communication. Les anguilles électriques appartiennent à un groupe de poissons sud-américains connus sous le nom d'anguilles couteaux (famille des Mormyridae) qui utilisent également l'électrolocalisation et qui auraient développé cette capacité avec leurs cousins ​​sud-américains. De plus, les évolutionnistes sont obligés de déclarer que les organes électriques des poissons évolué indépendamment les uns des autres huit fois. Compte tenu de la complexité de leur structure, il est frappant que ces systèmes aient pu se développer au moins une fois au cours de l’évolution, sans parler de huit.

Les couteaux d'Amérique du Sud et les chimères d'Afrique utilisent leurs organes électriques pour la localisation et la communication, ainsi qu'un certain nombre de types différents d'électrorécepteurs. Les deux groupes contiennent des espèces qui produisent des champs électriques de diverses formes d’onde complexes. Deux types de lames de couteau Brachyhypopomus benetti Et Brachyhypopomus walteri sont si semblables les uns aux autres qu'ils pourraient être classés dans un seul type, mais le premier d'entre eux produit un courant de tension constante et le second produit un courant de tension alternative. L’histoire de l’évolution devient encore plus remarquable lorsque l’on creuse encore plus profondément. Pour s'assurer que leurs appareils d'électrolocalisation n'interfèrent pas les uns avec les autres et ne créent pas d'interférences, certaines espèces utilisent système spécial, à l'aide duquel chacun des poissons modifie la fréquence de la décharge électrique. Il est à noter que ce système fonctionne presque de la même manière (en utilisant le même algorithme de calcul) que le couteau à verre d'Amérique du Sud ( Eigenmannie) et le poisson africain aba-aba ( Gymnarchus). Un tel système d'élimination des interférences aurait-il pu évoluer indépendamment au cours de l'évolution de deux groupes distincts de poissons vivant sur différents continents?

Chef-d'œuvre de la création de Dieu

L'unité énergétique de l'anguille électrique a éclipsé toutes les créations humaines grâce à sa compacité, sa flexibilité, sa mobilité, sa sécurité environnementale et sa capacité d'auto-guérison. Toutes les parties de cet appareil sont parfaitement intégrées dans le corps poli, ce qui confère à l'anguille la capacité de nager avec une grande vitesse et agilité. Tous les détails de sa structure - depuis les minuscules cellules qui génèrent de l'électricité jusqu'au complexe informatique le plus complexe qui analyse les distorsions des champs électriques produits par l'anguille - pointent vers le plan du grand Créateur.

Comment une anguille électrique produit-elle de l’électricité ? (article de vulgarisation scientifique)

Les poissons électriques génèrent de l’électricité tout comme les nerfs et les muscles de notre corps. À l’intérieur des cellules électrocytaires se trouvent des protéines enzymatiques spéciales appelées Na-K ATPase pomper les ions sodium à travers membrane cellulaire, et absorbent les ions potassium. (« Na » est le symbole chimique du sodium et « K » est le symbole chimique du potassium. « ATP » est l'adénosine triphosphate, une molécule énergétique utilisée pour faire fonctionner la pompe). Un déséquilibre entre les ions potassium à l’intérieur et à l’extérieur de la cellule entraîne un gradient chimique qui repousse les ions potassium hors de la cellule. De même, un déséquilibre entre les ions sodium crée un gradient chimique qui ramène les ions sodium dans la cellule. D'autres protéines intégrées dans la membrane agissent comme des canaux ioniques potassium, des pores qui permettent aux ions potassium de quitter la cellule. À mesure que les ions potassium chargés positivement s’accumulent à l’extérieur de la cellule, un gradient électrique se forme autour de la membrane cellulaire, ce qui rend l’extérieur de la cellule plus chargé positivement que l’intérieur. Pompes Na-K ATPase (adénosine triphosphatase sodique-potassique) sont conçus de telle manière qu'ils sélectionnent un seul ion chargé positivement, sinon des ions chargés négativement afflueraient également, neutralisant la charge.

La majeure partie du corps de l’anguille électrique est constituée d’organes électriques. L'organe principal et l'organe de Hunter sont responsables de la production et de l'accumulation de charge électrique. L'organe de Sachs produit un champ électrique basse tension utilisé pour l'électrolocalisation.

Le gradient chimique agit pour expulser les ions potassium, tandis que le gradient électrique les ramène. Au moment de l’équilibre, lorsque les forces chimiques et électriques s’annulent, il y aura environ 70 millivolts de charge positive de plus à l’extérieur de la cellule qu’à l’intérieur. Ainsi, une charge négative de -70 millivolts apparaît à l'intérieur de la cellule.

Cependant grande quantité Les protéines intégrées dans la membrane cellulaire fournissent des canaux ioniques sodium – ce sont des pores qui permettent aux ions sodium de rentrer dans la cellule. Normalement, ces pores sont fermés, mais lorsque les organes électriques sont activés, les pores s'ouvrent et les ions sodium chargés positivement retournent dans la cellule sous l'influence d'un gradient de potentiel chimique. DANS dans ce cas l'équilibre est atteint lorsqu'une charge positive allant jusqu'à 60 millivolts s'accumule à l'intérieur de la cellule. Il y a un changement de tension total de -70 à +60 millivolts, soit 130 mV ou 0,13 V. Cette décharge se produit très rapidement, en environ une milliseconde. Et comme environ 5 000 électrocytes sont collectés dans une série de cellules, jusqu'à 650 volts (5 000 × 0,13 V = 650) peuvent être générés grâce à la décharge synchrone de toutes les cellules.

Pompe Na-K ATPase (adénosine triphosphatase sodium-potassium). Au cours de chaque cycle, deux ions potassium (K+) entrent dans la cellule et trois ions sodium (Na+) quittent la cellule. Ce processus est piloté par l’énergie des molécules d’ATP.

Glossaire

Atome ou molécule qui porte une charge électrique due à un nombre inégal d’électrons et de protons. Un ion aura une charge négative s’il contient plus d’électrons que de protons, et une charge positive s’il contient plus de protons que d’électrons. Les ions potassium (K+) et sodium (Na+) ont une charge positive.

Pente

Un changement de n'importe quelle valeur lors du déplacement d'un point de l'espace à un autre. Par exemple, si vous vous éloignez du feu, la température baisse. Ainsi, le feu génère un gradient de température qui diminue avec la distance.

Dégradé électrique

Gradient de changement de l'ampleur de la charge électrique. Par exemple, s’il y a plus d’ions chargés positivement à l’extérieur de la cellule qu’à l’intérieur de la cellule, un gradient électrique traversera la membrane cellulaire. Parce que les charges se repoussent, les ions se déplacent de manière à équilibrer la charge à l’intérieur et à l’extérieur de la cellule. Les mouvements des ions dus au gradient électrique se produisent passivement, sous l'influence de l'énergie potentielle électrique, et non activement, sous l'influence de l'énergie provenant de source externe, par exemple à partir d'une molécule d'ATP.

Dégradé chimique

Gradient de concentration chimique. Par exemple, s’il y a plus d’ions sodium à l’extérieur de la cellule qu’à l’intérieur de la cellule, alors un gradient chimique d’ions sodium traversera la membrane cellulaire. En raison du mouvement aléatoire des ions et des collisions entre eux, les ions sodium ont tendance à passer de concentrations plus élevées à des concentrations plus faibles jusqu'à ce qu'un équilibre soit établi, c'est-à-dire jusqu'à ce qu'il y ait un nombre égal d'ions sodium des deux côtés de la surface. membrane. Cela se produit de manière passive, par diffusion. Les mouvements sont entraînés par l’énergie cinétique des ions, plutôt que par l’énergie reçue d’une source externe telle qu’une molécule d’ATP.

Au chaud et mers tropicales, dans les rivières boueuses d'Afrique et d'Amérique du Sud vivent plusieurs dizaines d'espèces de poissons capables d'émettre occasionnellement ou constamment des décharges électriques de différentes intensités. Ces poissons utilisent non seulement leur courant électrique pour se défendre et attaquer, mais ils se signalent également et détectent les obstacles à l'avance (électrolocalisation). Les organes électriques ne se trouvent que chez les poissons. Ces organes n'ont pas encore été découverts chez d'autres animaux.

Les poissons électriques existent sur Terre depuis des millions d'années. Leurs restes ont été trouvés dans des couches très anciennes de la croûte terrestre - dans des gisements du Silurien et du Dévonien. Sur des vases grecs antiques, il y a des images de torpilles électriques à raies de mer. Dans les écrits d'écrivains naturalistes grecs et romains anciens, il existe de nombreuses références au pouvoir merveilleux et incompréhensible dont est dotée la torpille. Médecins Rome antique Ils gardaient ces raies pastenagues dans leurs grands aquariums. Ils ont essayé d'utiliser des torpilles pour traiter des maladies : les patients étaient obligés de toucher la raie et les patients semblaient se remettre des chocs électriques. Aujourd'hui encore, sur la côte méditerranéenne et sur la côte atlantique de la péninsule ibérique, des personnes âgées errent parfois pieds nus dans les eaux peu profondes, espérant être guéries de rhumatismes ou de goutte grâce à l'électricité d'une torpille.

Tableau de bord rampe électrique.

Le contour du corps de la torpille ressemble à une guitare d'une longueur de 30 cm à 1,5 m et même jusqu'à 2 m. Sa peau prend une couleur similaire à celle d'une torpille. environnement(voir article « Coloration et imitation chez les animaux »). Différentes sortes Les torpilles vivent dans les eaux côtières de la Méditerranée et de la mer Rouge, des océans Indien et Pacifique, au large des côtes anglaises. Dans certaines baies du Portugal et d'Italie, les torpilles pullulent littéralement sur le fond sableux.

Les décharges électriques de la torpille sont très fortes. Si cette raie se prend dans un filet de pêche, son courant peut traverser les fils mouillés du filet et heurter le pêcheur. Les décharges électriques protègent la torpille des prédateurs - requins et poulpes - et l'aident à chasser les petits poissons, que ces décharges paralysent, voire tuent. L'électricité dans le tableau de bord est générée dans des organes spéciaux, uniques " batteries électriques" Ils sont situés entre la tête et les nageoires pectorales et sont constitués de centaines de colonnes hexagonales de substance gélatineuse. Les colonnes sont séparées les unes des autres par des cloisons denses auxquelles se rapprochent les nerfs. Les sommets et les bases des colonnes sont en contact avec la peau du dos et du ventre. Les nerfs qui se connectent aux organes électriques ont environ un demi-million de terminaisons à l'intérieur des « batteries ».

Le rayon discopyge est ocellé.

En quelques dizaines de secondes, la torpille émet des centaines et des milliers de courtes décharges, s'écoulant du ventre vers l'arrière. Tension U différents types les raies pastenagues varient de 80 à 300 V avec une intensité de courant de 7 à 8 A. Plusieurs espèces de raies pastenagues épineuses vivent dans nos mers, parmi lesquelles la raie pastenague de la mer Noire - le renard de mer. L'effet des organes électriques de ces raies pastenagues est bien plus faible que celui de la torpille. On peut supposer que les organes électriques servent à communiquer entre eux, à la manière d’un « télégraphe sans fil ».

Dans la partie orientale des eaux tropicales du Pacifique vit la raie discopyge ocellée. Il occupe une sorte de position intermédiaire entre une torpille et des pentes épineuses. La raie pastenague se nourrit de petits crustacés et les obtient facilement sans utiliser de courant électrique. Ses décharges électriques ne peuvent tuer personne et ne servent probablement qu'à éloigner les prédateurs.

Raie renard de mer.

Les raies pastenagues ne sont pas les seules à posséder des organes électriques. Le corps du poisson-chat de rivière africain Malapterurus est enveloppé, comme un manteau de fourrure, dans une couche gélatineuse dans laquelle se forme un courant électrique. Les organes électriques représentent environ un quart du poids de l'ensemble du poisson-chat. Sa tension de décharge atteint 360 V, elle est dangereuse même pour l'homme et bien sûr mortelle pour les poissons.

Les scientifiques ont découvert que le poisson d’eau douce africain Gymnarhus émet continuellement des signaux électriques faibles mais fréquents tout au long de sa vie. Avec eux, le gymnarhus semble sonder l'espace qui l'entoure. Il nage en toute confiance dans l'eau boueuse parmi les algues et les pierres, sans toucher aucun obstacle avec son corps. La même capacité est dotée du poisson mormyrus africain et des parents de l'anguille électrique - le gymnota sud-américain.

Astrologue.

Dans les océans Indien, Pacifique et Atlantique, dans la mer Méditerranée et dans la mer Noire, vivent de petits poissons mesurant jusqu'à 25 cm, rarement jusqu'à 30 cm de longueur - les astronomes. Ils se trouvent généralement sur le fond côtier, à l’affût des proies nageant d’en haut. Par conséquent, leurs yeux sont situés sur la partie supérieure de la tête et regardent vers le haut. C'est de là que vient le nom de ces poissons. Certaines espèces d'observateurs d'étoiles possèdent des organes électriques situés sur le sommet de la tête et servent probablement à la signalisation, bien que leur effet soit également perceptible chez les pêcheurs. Néanmoins, les pêcheurs capturent facilement de nombreux astronomes.

L'anguille électrique vit dans les rivières tropicales d'Amérique du Sud. C'est un poisson ressemblant à un serpent gris-bleu mesurant jusqu'à 3 m. La tête et la partie thoraco-abdominale ne représentent que 1/5 de son corps. Le long des 4/5 restants du corps, des organes électriques complexes sont situés des deux côtés. Ils sont constitués de 6 à 7 000 plaques, séparées les unes des autres par une fine coque et isolées par une doublure de substance gélatineuse.

Les plaques forment une sorte de batterie dont la décharge est dirigée de la queue vers la tête. La tension générée par l'anguille est suffisante pour tuer un poisson ou une grenouille dans l'eau. Les personnes qui nagent dans la rivière souffrent également des anguilles : l’organe électrique de l’anguille développe une tension de plusieurs centaines de volts.

L'anguille produit une tension particulièrement élevée lorsqu'elle se courbe pour que la proie se trouve entre sa queue et sa tête : un anneau électrique fermé se crée. La décharge électrique de l'anguille attire les autres anguilles à proximité.

Cette propriété peut être utilisée. En déchargeant n'importe quelle source d'électricité dans l'eau, il est possible d'attirer tout un troupeau d'anguilles ; il suffit de sélectionner la tension et la fréquence de décharge appropriées ; La viande d'anguille électrique est consommée en Amérique du Sud. Mais l'attraper est dangereux. L'une des méthodes de pêche est conçue pour garantir qu'une anguille qui a déchargé sa batterie reste en sécurité pendant une longue période. C'est pourquoi les pêcheurs font ceci : ils conduisent un troupeau de vaches dans la rivière, les anguilles les attaquent et épuisent leur réserve d'électricité. Après avoir chassé les vaches de la rivière, les pêcheurs frappèrent les anguilles avec des lances.

On estime que 10 000 anguilles pourraient fournir l’énergie nécessaire au déplacement d’un train électrique en quelques minutes. Mais après cela, le train devait attendre plusieurs jours jusqu'à ce que les anguilles rétablissent leur approvisionnement en énergie électrique.

Des recherches menées par des scientifiques soviétiques ont montré que de nombreux poissons ordinaires, dits non électriques, qui ne possèdent pas d'organes électriques spéciaux, sont toujours capables de créer de faibles décharges électriques dans l'eau en état d'excitation.

Ces décharges forment des champs bioélectriques caractéristiques autour du corps du poisson. Il a été établi que les poissons tels que la perche de rivière, le brochet, le goujon, la loche, le carassin, le rotengle, la courbine, etc. ont de faibles champs électriques.