De tous les vertébrés, seuls les poissons sont capables de produire suffisamment d'énergie électrique pour paralyser ou même tuer un être humain. 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, une charge d'une force telle qu'elle peut servir d'arme contre une personne n'accumule que des anguilles électriques ( Électrophore électrique), vivant en Amérique du Sud et des rayons électriques appartenant à la famille Torpedinidés.

La façon dont les animaux génèrent de si puissantes impulsions d'énergie électrique reste un mystère pour les scientifiques, mais la nature de l'électricité animale est assez claire. L'énergie électrique se produit dans le corps de tout animal - y compris les humains. Les impulsions électriques parcourent les fibres nerveuses et envoient des signaux aux cellules cérébrales, ainsi qu'à d'autres cellules, concernant divers phénomènes. Même la lecture de ces pages, lecteur, produit des signaux électriques ; mais les anguilles électriques et certaines raies accumulent tellement d'énergie qu'elles sont utilisées comme 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 de la cuisse d'une grenouille réagissent au courant électrique. Au fil du temps, les scientifiques ont découvert que les impulsions qui envoient des signaux à travers le système nerveux humain sont de nature électrochimique. En simplifiant l'image, nous pouvons dire que les signaux nerveux sont le mouvement des ions, c'est-à-dire des particules chargées à travers les membranes des cellules nerveuses. Dans un état de repos ou d'inactivité de la cellule, sa coquille a un potentiel négatif, car des ions chargés négativement s'accumulent à l'intérieur de la cellule; cependant, à l'extérieur de la cellule se trouvent à la fois des ions positifs et négatifs, et parmi eux se trouvent des ions sodium, qui portent une charge positive. Lorsqu'une cellule nerveuse envoie un signal, sa gaine change de polarité et les ions sodium pénètrent à travers elle dans la cellule, changeant son potentiel en positif. Revenu 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 un signal, la "pompe" s'arrête de fonctionner. Les ions sodium et potassium sont attirés l'un vers l'autre, échangeant des charges et neutralisant le potentiel électrique de la cellule. De minuscules décharges remontent la fibre nerveuse en quittant la cellule, déclenchant un champ électrique dans les tissus et 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 imprègnent l'espace séparant une cellule nerveuse d'une autre. Cet espace entre deux cellules voisines du tissu nerveux s'appelle une synapse.

À un moment donné, l'influx nerveux se dirigeant vers le muscle atteint la synapse, de l'autre côté 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, une substance chimique appelée acétylcholine est libérée autour des terminaisons nerveuses. En s'échappant de la cellule nerveuse vers le muscle, l'acétylcholine transmet une impulsion à la fibre musculaire, la dépolarise et provoque ainsi une décharge électrique. On suppose également qu'une autre fonction de l'acétylcholine est d'arrêter la "pompe à sodium" dans la cellule, ce qui permet aux ions de pénétrer à travers la membrane cellulaire.

Habituellement, un signal électrique provoque la contraction du muscle, qui se manifeste par divers mouvements du corps de l'animal. Cependant, certains muscles des poissons ont perdu la capacité de se contracter. Les terminaisons nerveuses menant à ces muscles sont très denses dans la région des jonctions neuromusculaires et les fibres des cellules musculaires se développent tellement qu'elles forment une sorte d'électrode vivante.

Les organes électriques des poissons tels que l'anguille électrique et les rayons électriques sont constitués de plusieurs "électrodes" similaires. Lorsqu'ils sont tous déchargés, un courant électrique de grande puissance apparaît. La décharge est contrôlée par un faisceau de nerfs qui, dans une anguille électrique, part de la moelle épinière, et dans une raie électrique, du cerveau.

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

Le plus grand des rayons électriques est Torpille noble, un habitant des eaux de l'Atlantique Nord ; il atteint 1,8 mètre de long, pèse environ 100 kilogrammes et est capable de créer une différence de potentiel de 200 volts - assez pour tuer tout animal qui se trouve dans l'eau à proximité. L'efficacité particulière d'une décharge électrique dans l'eau s'explique par le fait que l'eau est un bon conducteur de courant électrique.

Le rayon électrique est mentionné dans de nombreuses légendes qui nous sont parvenues depuis des temps immémoriaux ; les interprètes de rêves croyaient qu'il présageait 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 l'époque, ils croyaient que sa source était une substance inconnue. Il y avait une autre croyance - qu'une raie prise sur un hameçon en bronze tue un pêcheur qui a abandonné l'attirail, et la mort survient à cause de la coagulation du sang.

Autrefois, les raies étaient utilisées pour le traitement par choc. Les guérisseurs plaçaient de petits rayons sur la tête des patients souffrant de maux de tête et d'autres maux ; on croyait que la raie avait des propriétés curatives.

Une anguille électrique qui génère une décharge de 650 volts - plusieurs fois la tension que même la plus grande des raies pastenagues peut créer - pourrait bien tuer une personne à proximité dans l'eau. L'anguille électrique a peu de choses en commun avec les autres anguilles ; il est apparenté au 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, etc.

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

Une jeune anguille électrique voit bien, mais avec l'âge, sa vision se dégrade fortement. Cela ne confond pas particulièrement l'anguille, car dans l'eau sombre et boueuse où elle vit habituellement, les yeux sont encore peu utiles. Tous 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 - 50 volts ; ces décharges à basse tension l'aident à trouver la petite vie marine dont se nourrit l'anguille. De plus, les anguilles électriques sont susceptibles de percevoir les décharges électriques les unes des autres - dans tous les cas, lorsque l'une d'entre elles paralyse la victime avec un choc électrique, les autres anguilles se précipitent vers la proie.

Les anguilles électriques s'adaptent bien à la vie en captivité et sont souvent vues dans les aquariums ; généralement, l'aquarium est équipé d'une sorte d'appareil électrique pour démontrer les capacités uniques de l'anguille, par exemple une lampe à laquelle des fils mènent à partir de deux électrodes abaissées dans l'eau. Lorsque des morceaux de nourriture ou de petits poissons sont jetés dans l'aquarium, la lampe s'allume car, après avoir détecté la 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 le bruit statique qui accompagne les décharges de courant générées par l'anguille.

Manipuler une anguille électrique est une activité plutôt dangereuse. Au zoo de Londres, une anguille a une fois électrocuté violemment un gardien qui le 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 laisser tomber la boîte au sol. Mais ce n'est qu'avec un contact direct que le coup de l'anguille est fatal ; cependant, un nageur qui se retrouve dans l'eau à proximité de la décharge peut se noyer en état de choc.

La capacité de l'anguille à générer d'énormes quantités d'électricité attire l'attention des biologistes et des médecins depuis plus d'un siècle. Pendant la Seconde Guerre mondiale, les militaires, y compris américains, s'y sont intéressés : deux ans après l'entrée en guerre des États-Unis, deux cents anguilles électriques pêchées en Amérique du Sud ont été livrées à New York. Le zoo du Bronx leur a installé vingt-deux piscines en bois. Les anguilles ont été utilisées dans des expériences pour étudier l'action des gaz nerveux, 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. Normalement, l'acétylcholine est décomposée dans le corps immédiatement après avoir terminé sa fonction ; le processus de dégradation est contrôlé par une enzyme appelée cholinestérase. Les gaz neurotoxiques interfèrent simplement avec l'action de cette enzyme.

Les organes électriques de l'anguille contiennent une grande quantité de cholinestérase, qui se distingue également par sa grande activité ; c'est pourquoi les experts militaires avaient besoin d'anguilles électriques amenées au zoo du Bronx : elles servaient de source de l'enzyme nécessaire pour étudier les effets paralysants des nerfs des gaz toxiques. La plupart des employés du zoo n'ont appris qu'après la guerre pourquoi tant d'anguilles électriques étaient conservées dans les caves de l'enclos des lions.

Les poissons constituent une plus petite partie des habitants des océans; une bien plus grande partie de ses habitants sont des invertébrés, et c'est parmi eux que se trouvent à la fois les animaux aquatiques les plus petits et les plus inoffensifs, et les plus énormes et les plus 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 vraiment 1,2 mètre et que le poids du mollusque lui-même est de 220 kilogrammes. Il n'y a aucun cas documenté de décès d'une personne à la suite d'une collision avec Tridacna gigas, cependant, même des sources faisant autorité comme la revue "Science of the Sea", publiée par l'US Navy, avertissent le lecteur du danger que représente ce mollusque pour le plongeur. Cependant, il est peu probable qu'un mollusque, fermant accidentellement ses valves autour d'une jambe humaine, la retienne; il essaiera plutôt de se débarrasser des proies inconfortables.

De tous les vertébrés, seuls les poissons sont capables de produire suffisamment d'énergie électrique pour paralyser ou même tuer un être humain. 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, une charge d'une force telle qu'elle peut servir d'arme contre une personne n'accumule que des anguilles électriques ( Électrophore électrique), vivant en Amérique du Sud, et des rayons électriques appartenant à la famille Torpedinidés.

La façon dont les animaux génèrent de si puissantes impulsions d'énergie électrique reste un mystère pour les scientifiques, mais la nature de l'électricité animale est assez claire. L'énergie électrique se produit dans le corps de tout animal - y compris les humains. Les impulsions électriques parcourent les fibres nerveuses et envoient des signaux aux cellules cérébrales, ainsi qu'à d'autres cellules, concernant divers phénomènes. Même la lecture de ces pages, lecteur, produit des signaux électriques ; mais les anguilles électriques et certaines raies accumulent tellement d'énergie qu'elles sont utilisées comme 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 de la cuisse d'une grenouille réagissent au courant électrique. Au fil du temps, les scientifiques ont découvert que les impulsions qui envoient des signaux à travers le système nerveux humain sont de nature électrochimique. En simplifiant l'image, nous pouvons dire que les signaux nerveux sont le mouvement des ions, c'est-à-dire des particules chargées, à travers les membranes des cellules nerveuses. Dans un état de repos ou d'inactivité de la cellule, sa coquille a un potentiel négatif, car des ions chargés négativement s'accumulent à l'intérieur de la cellule; cependant, à l'extérieur de la cellule se trouvent à la fois des ions positifs et négatifs, et parmi eux se trouvent des ions sodium, qui portent une charge positive. Lorsqu'une cellule nerveuse envoie un signal, sa gaine change de polarité et les ions sodium pénètrent à travers elle dans la cellule, changeant son potentiel en positif.

Revenu 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 un signal, la "pompe" s'arrête de fonctionner. Les ions sodium et potassium sont attirés l'un vers l'autre, échangeant des charges et neutralisant le potentiel électrique de la cellule. De minuscules décharges remontent la fibre nerveuse en quittant la cellule, déclenchant un champ électrique dans les tissus et 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 imprègnent l'espace séparant une cellule nerveuse d'une autre. Cet espace entre deux cellules voisines du tissu nerveux s'appelle une synapse.

Les poissons électriques vivent aussi bien dans les mers qu'en eau douce. Parmi les animaux de notre planète, la décharge électrique la plus puissante est créée par une anguille électrique (photo du haut) ; avec sa décharge, il est capable de paralyser un cheval. Une raie électrique (photo du bas), "serrant" sa victime avec ses nageoires, la paralyse également avec une décharge électrique

À un moment donné, l'influx nerveux se dirigeant vers le muscle atteint la synapse, de l'autre côté 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, une substance chimique appelée acétylcholine est libérée autour des terminaisons nerveuses. En s'échappant de la cellule nerveuse vers le muscle, l'acétylcholine transmet une impulsion à la fibre musculaire, la dépolarise et provoque ainsi une décharge électrique. On suppose également qu'une autre fonction de l'acétylcholine est d'arrêter la "pompe à sodium" dans la cellule, ce qui permet aux ions de pénétrer à travers la membrane cellulaire.

Habituellement, un signal électrique provoque la contraction du muscle, qui se manifeste par divers mouvements du corps de l'animal. Cependant, certains muscles des poissons ont perdu la capacité de se contracter. Les terminaisons nerveuses menant à ces muscles sont très denses dans la région des jonctions neuromusculaires, et les fibres des cellules musculaires se développent tellement qu'elles forment quelque chose comme une électrode vivante.

Les organes électriques des poissons tels que l'anguille électrique et les rayons électriques sont constitués de plusieurs "électrodes" similaires. Lorsqu'ils sont tous déchargés, un courant électrique de grande puissance apparaît. La décharge est contrôlée par un faisceau de nerfs qui, dans une anguille électrique, part de la moelle épinière, et dans une raie électrique, du cerveau.

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

Le plus grand des rayons électriques est Torpille noble, un habitant des eaux de l'Atlantique Nord ; il atteint 1,8 mètre de long, pèse environ 100 kilogrammes et est capable de créer une différence de potentiel de 200 volts - suffisamment pour tuer tout animal se trouvant dans l'eau à proximité. L'efficacité particulière d'une décharge électrique dans l'eau s'explique par le fait que l'eau est un bon conducteur de courant électrique.

Le rayon électrique est mentionné dans de nombreuses légendes qui nous sont parvenues depuis des temps immémoriaux ; les interprètes de rêves croyaient qu'il présageait 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 l'époque, ils croyaient que sa source était une substance inconnue. Il y avait une autre croyance - qu'une raie prise sur un hameçon en bronze tue un pêcheur qui a abandonné l'attirail, et la mort survient à cause de la coagulation du sang.

Autrefois, les raies étaient utilisées pour le traitement par choc. Les guérisseurs plaçaient de petits rayons sur la tête des patients souffrant de maux de tête et d'autres maux ; on croyait que la raie avait des propriétés curatives.

Une anguille électrique qui génère une décharge de 650 volts - plusieurs fois la tension que même la plus grande des raies pastenagues peut créer - pourrait bien tuer une personne à proximité dans l'eau. L'anguille électrique a peu de choses en commun avec les autres anguilles ; il est apparenté au 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, etc.

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

Une jeune anguille électrique voit bien, mais avec l'âge, sa vision se dégrade fortement. Cela ne confond pas particulièrement l'anguille, car dans l'eau sombre et boueuse où elle vit habituellement, les yeux sont encore peu utiles. Tous 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 - 50 volts ; ces décharges à basse tension l'aident à trouver la petite vie marine dont se nourrit l'anguille. De plus, les anguilles électriques sont susceptibles de percevoir les décharges électriques les unes des autres - dans tous les cas, lorsque l'une d'entre elles paralyse la victime avec un choc électrique, les autres anguilles se précipitent vers la proie.

Les anguilles électriques s'adaptent bien à la vie en captivité et sont souvent vues dans les aquariums ; généralement, l'aquarium est équipé d'une sorte d'appareil électrique pour démontrer les capacités uniques de l'anguille, par exemple une lampe à laquelle des fils mènent à partir de deux électrodes abaissées dans l'eau. Lorsque des morceaux de nourriture ou de petits poissons sont jetés dans l'aquarium, la lampe s'allume car, après avoir détecté la 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 le bruit statique qui accompagne les décharges de courant générées par l'anguille.

Manipuler une anguille électrique est une activité plutôt dangereuse. Au zoo de Londres, une anguille a une fois électrocuté violemment un gardien qui le 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 laisser tomber la boîte au sol. Mais ce n'est qu'avec un contact direct que le coup de l'anguille est fatal ; cependant, un nageur qui se retrouve dans l'eau à proximité de la décharge peut se noyer en état de choc.

La capacité de l'anguille à générer d'énormes quantités d'électricité attire l'attention des biologistes et des médecins depuis plus d'un siècle. Pendant la Seconde Guerre mondiale, les militaires, dont les Américains, s'y sont intéressés : deux ans après l'entrée en guerre des États-Unis, deux cents anguilles électriques pêchées en Amérique du Sud ont été livrées à New York. Le zoo du Bronx leur a installé vingt-deux piscines en bois. Les anguilles ont été utilisées dans des expériences pour étudier l'action des gaz nerveux, 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. Normalement, l'acétylcholine est décomposée dans le corps immédiatement après avoir terminé sa fonction ; le processus de dégradation est contrôlé par une enzyme appelée cholinestérase. Les gaz neurotoxiques interfèrent simplement avec l'action de cette enzyme.

Les organes électriques de l'anguille contiennent une grande quantité de cholinestérase, qui se distingue également par sa grande activité ; c'est pourquoi les experts militaires avaient besoin d'anguilles électriques amenées au zoo du Bronx : elles servaient de source de l'enzyme nécessaire pour étudier les effets paralysants des nerfs des gaz toxiques. La plupart des employés du zoo n'ont appris qu'après la guerre pourquoi tant d'anguilles électriques étaient conservées dans les caves de l'enclos des lions.

Les poissons constituent une plus petite partie des habitants des océans; une bien plus grande partie de ses habitants sont des invertébrés, et c'est parmi eux que se trouvent à la fois les animaux aquatiques les plus petits et les plus inoffensifs, et les plus énormes et les plus 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 vraiment 1,2 mètre et que le poids du mollusque lui-même est de 220 kilogrammes. Il n'y a aucun cas documenté de décès d'une personne à la suite d'une collision avec Tridacna gigas, cependant, même des sources faisant autorité comme la revue "Science of the Sea", publiée par l'US Navy, avertissent le lecteur du danger que représente ce mollusque pour le plongeur. Cependant, il est peu probable qu'un mollusque, fermant accidentellement ses valves autour d'une jambe humaine, la retienne; il essaiera plutôt de se débarrasser des proies inconfortables.

Dominic Statham

Photo ©depositphotos.com/Yourth2007

Les poissons capables de détecter les champs électriques sont appelés 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. En fait, 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 avec des 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). Et bien que chacune des cellules porte une petite charge, du fait que des milliers de ces cellules sont assemblées en série, comme des piles dans une lampe de poche, des tensions allant jusqu'à 650 volts (V) peuvent être générées. Si ces rangées sont disposées en parallèle, un courant électrique de 1 ampère (A) peut être obtenu, ce qui donne un choc électrique de 650 watts (W ; 1 W = 1 V × 1 A).

Comment une anguille parvient-elle à éviter de s'électrocuter ?

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, loin des organes qui génèrent de l'électricité, et sont entourés de tissus adipeux qui peuvent servir d'isolant. La peau a également des propriétés isolantes, car il a été observé que les anguilles dont la peau est endommagée sont plus susceptibles de s'étourdir par choc électrique.

Deuxièmement, les anguilles sont capables d'infliger les chocs électriques les plus puissants au moment de l'accouplement, sans nuire au partenaire. Cependant, si une autre anguille est frappée avec la même force en dehors de la saison des amours, elle peut la tuer. Cela suggère que les anguilles ont 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 cours de changements mineurs, comme l'exige le processus proposé par Darwin. Au cas où l'onde de choc serait importante dès le début, alors au lieu d'étourdir, elle avertirait la victime du danger. De plus, afin de développer la capacité d'étourdir la victime au cours de l'évolution, l'anguille électrique devrait simultanément développer un système d'autodéfense. Chaque fois qu'une mutation apparaissait augmentant la force du choc électrique, une autre mutation devait survenir améliorant 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 devaient se produire en même temps.

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 de poissons-couteaux (famille des Mormyridae) qui utilisent également l'électrolocalisation et on pense qu'ils ont développé cette capacité avec leurs cousins ​​sud-américains. De plus, les évolutionnistes sont obligés de prétendre que les organes électriques des poissons évolué indépendamment huit fois. Etant donné la complexité de leur structure, il est déjà frappant que ces systèmes aient pu se développer au moins une fois au cours de l'évolution, sans parler de huit.

Les chasseurs de couteaux d'Amérique du Sud et les chimères d'Afrique utilisent leurs organes électriques pour la localisation et la communication, et utilisent un certain nombre de types différents d'électrorécepteurs. Dans les deux groupes, il existe des espèces qui produisent des champs électriques de diverses formes d'onde complexes. Deux types de couteaux Brachyhypopomus benetti et Brachyhypopomus walteri si similaires les uns aux autres qu'ils pourraient être attribués au même type, cependant, le premier d'entre eux produit un courant de tension continue et le second - un courant de tension alternative. L'histoire de l'évolution devient encore plus remarquable si vous creusez encore plus profondément. Pour s'assurer que leurs dispositifs d'électrolocalisation n'interfèrent pas les uns avec les autres et ne créent pas d'interférences, certaines espèces utilisent un système spécial avec lequel chacun des poissons modifie la fréquence de la décharge électrique. Il est à noter que ce système fonctionne presque de la même manière (utilisant le même algorithme de calcul) que celui d'un coutelier de verre d'Amérique du Sud ( Eigenmannia) et le poisson africain aba-aba ( Gymnarque). 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 des continents différents ?

Chef-d'œuvre de la création de Dieu

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

Comment une anguille électrique génère-t-elle de l'électricité ? (article de vulgarisation scientifique)

Les poissons électriques génèrent de l'électricité de la même manière que les nerfs et les muscles de notre corps. À l'intérieur des cellules électrocytaires, des protéines enzymatiques spéciales appelées Na-K ATPase pomper les ions sodium à travers la membrane cellulaire et absorber les ions potassium. ('Na' est le symbole chimique du sodium et 'K' est le symbole chimique du potassium. 'ATP' signifie adénosine triphosphate, la molécule d'énergie utilisée pour alimenter la pompe.) Un déséquilibre entre les ions potassium à l'intérieur et à l'extérieur de la cellule entraîne un gradient chimique qui pousse à nouveau 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 pour les ions potassium, des pores qui permettent aux ions potassium de quitter la cellule. Au fur et à mesure que les ions potassium chargés positivement s'accumulent à l'extérieur de la cellule, un gradient électrique se crée autour de la membrane cellulaire, l'extérieur de la cellule ayant une charge plus positive que l'intérieur. Pompes Na-K ATPase (adénosine triphosphatase sodium-potassium) sont construits de telle manière qu'ils ne sélectionnent qu'un seul ion chargé positivement, sinon les ions chargés négativement commenceraient également à circuler, 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 génération et de l'accumulation de charge électrique. L'orgue de Sachs génère un champ électrique à basse tension qui est utilisé pour l'électrolocalisation.

Le gradient chimique agit pour repousser les ions potassium, tandis que le gradient électrique les ramène à l'intérieur. 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, à l'intérieur de la cellule se trouve une charge négative de -70 millivolts.

Cependant, davantage de protéines intégrées dans la membrane cellulaire fournissent des canaux pour les ions sodium - ce sont des pores qui permettent aux ions sodium de pénétrer à nouveau dans la cellule. Normalement, ces pores sont fermés, mais lorsque les organes électriques sont activés, les pores s'ouvrent et des ions sodium chargés positivement pénètrent à nouveau dans la cellule sous l'influence d'un gradient de potentiel chimique. Dans ce cas, l'équilibre est atteint lorsqu'une charge positive allant jusqu'à 60 millivolts est collectée à l'intérieur de la cellule. Il y a un changement de tension total de -70 à +60 millivolts, et c'est 130 mV ou 0,13 V. Cette décharge se produit très rapidement, en environ une milliseconde. Et comme il y a environ 5000 électrocytes dans une série de cellules, en raison de la décharge synchrone de toutes les cellules, jusqu'à 650 volts (5000 × 0,13 V = 650) peuvent être générés.

Pompe Na-K ATPase (adénazine triphosphatase sodium-potassium). Pour chaque cycle, deux ions potassium (K+) entrent dans la cellule et trois ions sodium (Na+) sortent de la cellule. Ce processus est entraîné 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 sera chargé négativement s'il contient plus d'électrons que de protons, et chargé positivement s'il contient plus de protons que d'électrons. Les ions potassium (K+) et sodium (Na+) ont une charge positive.

Pente

Changement d'une certaine quantité lors du déplacement d'un point de l'espace à un autre. Par exemple, si vous vous éloignez d'un feu, la température baisse. Ainsi, le feu génère un gradient de température qui diminue avec la distance.

gradient électrique

Le gradient de changement de l'amplitude 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. Du fait que les mêmes charges se repoussent, les ions vont se déplacer de manière à équilibrer la charge à l'intérieur et à l'extérieur de la cellule. Le mouvement des ions dû au gradient électrique se produit passivement, sous l'influence de l'énergie potentielle électrique, et non activement, sous l'influence d'une énergie provenant d'une source externe, telle qu'une molécule d'ATP.

gradient 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, le 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 que le même nombre d'ions sodium se trouvent des deux côtés de la membrane. . Cela se produit passivement, à la suite de la diffusion. Les mouvements sont dus à l'énergie cinétique des ions, et non à l'énergie reçue d'une source externe telle qu'une molécule d'ATP.

Dans les mers chaudes et tropicales, dans les rivières boueuses d'Afrique et d'Amérique du Sud, il existe plusieurs dizaines d'espèces de poissons capables d'émettre des décharges électriques de différentes intensités de manière ponctuelle ou constante. Ces poissons utilisent non seulement leur courant électrique pour la défense et l'attaque, mais se signalent également les uns aux autres 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 trouvés chez d'autres animaux.

Les poissons électriques sont sur Terre depuis des millions d'années. Leurs restes ont été trouvés dans des couches très anciennes de la croûte terrestre - dans les dépôts du Silurien et du Dévonien. Sur les vases grecs anciens, il y a des images d'une raie torpille électrique. Dans les écrits des anciens écrivains naturalistes grecs et romains, il existe de nombreuses références au pouvoir miraculeux et incompréhensible dont la torpille est dotée. Les médecins de la Rome antique conservaient ces rayons dans leurs grands aquariums. Ils ont essayé d'utiliser la torpille pour traiter des maladies : les patients étaient obligés de toucher la pente et les patients semblaient se remettre des chocs électriques. Même à notre époque, sur la côte méditerranéenne et la côte atlantique de la péninsule ibérique, des personnes âgées errent parfois pieds nus dans des eaux peu profondes, espérant être guéries d'un rhumatisme ou de la goutte par l'électricité d'une torpille.

Rampe torpille électrique.

Les contours du corps d'une torpille ressemblent à une guitare de 30 cm à 1,5 m et même jusqu'à 2 m de long.Sa peau prend une couleur similaire à l'environnement (voir l'article "Coloration et imitation chez les animaux"). Divers types de torpilles vivent dans les eaux côtières de la Méditerranée et de la mer Rouge, des océans Indien et Pacifique, au large des côtes de l'Angleterre. Dans certaines baies du Portugal et d'Italie, les torpilles grouillent littéralement sur le fond sablonneux.

Les décharges électriques des torpilles sont très fortes. Si ce rayon pénètre dans un filet de pêche, son courant peut traverser les fils humides du filet et toucher le pêcheur. Les décharges électriques protègent la torpille des prédateurs - requins et pieuvres - et l'aident à chasser les petits poissons, que ces décharges paralysent voire tuent. L'électricité au niveau du tableau de bord est générée dans des organes spéciaux, une sorte de "batteries électriques". Ils sont situés entre la tête et les nageoires pectorales et consistent en des centaines de colonnes hexagonales de substance gélatineuse. Les colonnes sont séparées les unes des autres par des cloisons denses, auxquelles s'adaptent les nerfs. Les sommets et les bases des colonnes sont en contact avec la peau du dos et du ventre. Les nerfs qui vont aux organes électriques ont environ un demi-million de terminaisons à l'intérieur des "piles".

La raie discopige est ocellée.

Pendant plusieurs dizaines de secondes, la torpille émet des centaines et des milliers de courtes décharges, circulant du ventre vers l'arrière. La tension des différents types de raies varie de 80 à 300 V à une intensité de courant de 7-8 A. Plusieurs espèces de raies raya vivent dans nos mers, parmi lesquelles la raie de la mer Noire - le renard de mer. L'action des organes électriques de ces rayons est beaucoup plus faible que celle de la torpille. On peut supposer que les organes électriques servent de moyen de communication entre eux, comme un "télégraphe sans fil".

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

Renard de mer Stingray.

Les raies pastenagues ne sont pas les seules à avoir des organes électriques. Le corps du poisson-chat de rivière africain malapterurus est enveloppé comme un manteau de fourrure avec une couche gélatineuse dans laquelle un courant électrique est généré. Les organes électriques représentent environ un quart du poids du poisson-chat entier. 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 Gymnarchus émet continuellement des signaux électriques faibles mais fréquents tout au long de sa vie. Avec eux, l'hymnarque sonde en quelque sorte l'espace qui l'entoure. Il nage en toute confiance dans l'eau boueuse parmi les algues et les pierres, sans toucher son corps pour aucun obstacle. La même capacité est dotée du mormirus de poisson africain et des parents de l'anguille électrique - les hymnots sud-américains.

Astrologue.

Dans les océans Indien, Pacifique et Atlantique, dans les mers Méditerranée et Noire, vivent de petits poissons, jusqu'à 25 cm, rarement jusqu'à 30 cm de long - les astronomes. Habituellement, ils se trouvent sur le fond côtier, guettant les proies flottant au-dessus. Par conséquent, leurs yeux sont situés sur le dessus de la tête et regardent vers le haut. D'où le nom de ces poissons. Certains types d'astronomes ont des organes électriques situés sur leur couronne, servant probablement à la signalisation, bien que leur effet soit également perceptible pour les pêcheurs. Néanmoins, les pêcheurs attrapent librement 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 jusqu'à 3 M. La part de la tête et de la partie abdominale ne représente que 1/5 de son corps. Le long des 4/5 restants du corps, des organes électriques complexes sont situés des deux côtés. Ils se composent de 6 à 7 000 plaques, séparées les unes des autres par une fine coque et isolées par une doublure en substance gélatineuse.

Les plaques forment une sorte de batterie dont la décharge est dirigée de la queue vers la tête. La tension générée par une anguille est suffisante pour tuer un poisson ou une grenouille dans l'eau. Mauvais pour les anguilles et les baigneurs en rivière : l'organe électrique de l'anguille développe une tension de plusieurs centaines de volts.

Une anguille crée une tension particulièrement forte lorsqu'elle se cambre alors que la victime se trouve entre sa queue et sa tête : on obtient un anneau électrique fermé. La décharge électrique de l'anguille attire d'autres anguilles à proximité.

Vous pouvez utiliser cette propriété. En déchargeant n'importe quelle source d'électricité dans l'eau, il est possible d'attirer tout un troupeau d'anguilles, il vous suffit de choisir la tension et la fréquence de décharge appropriées. La viande d'anguille électrique est consommée en Amérique du Sud. Mais l'attraper est dangereux. Une des méthodes de capture est calculée sur le fait qu'une anguille qui a déchargé sa batterie devient sûre pour longtemps. Par conséquent, les pêcheurs font ceci: ils conduisent un troupeau de vaches dans la rivière, les anguilles les attaquent et dépensent leur approvisionnement en électricité. Après avoir chassé les vaches de la rivière, les pêcheurs ont battu 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 devrait s'arrêter pendant plusieurs jours pendant que les anguilles rétabliraient leur approvisionnement en énergie électrique.

Des études menées par des scientifiques soviétiques ont montré que de nombreux poissons ordinaires, dits non électriques, qui n'ont pas d'organes électriques spéciaux, sont encore capables de créer de faibles décharges électriques dans l'eau lorsqu'ils sont excités.

Ces décharges forment des champs bioélectriques caractéristiques autour du corps du poisson. Il a été établi que des 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.