Tüm omurgalılar içinde sadece balıklar bir insanı felç edecek hatta öldürecek kadar elektrik enerjisi üretebilir. Elektrik organları, savunma, yön bulma, avlanma ve muhtemelen iletişim için balıklara hizmet eder. Yaklaşık iki yüz elli balık türü elektrik enerjisi üretme yeteneğine sahiptir; ancak, bir kişiye karşı bir silah görevi görebilecek kadar güçlü bir yük, yalnızca elektrikli yılan balıkları biriktirir ( elektrofor elektrik), Güney Amerika'da yaşayan ve aileye ait elektrik ışınları Torpedinidae.

Hayvanların bu kadar güçlü elektrik enerjisi dürtülerini nasıl ürettikleri bilim adamları için bir gizem olmaya devam ediyor, ancak hayvan elektriğinin doğası oldukça açık. Elektrik enerjisi, insanlar da dahil olmak üzere herhangi bir hayvanın vücudunda oluşur. Elektrik uyarıları sinir lifleri boyunca ilerler ve beyin hücrelerine ve diğer hücrelere çeşitli olaylar hakkında sinyaller verir. Okuyucu bu sayfaları okurken bile elektrik sinyalleri üretiyor; ancak elektrikli yılan balıkları ve bazı ışınlar o kadar çok enerji biriktirir ki, diğer balıklara ve hayvanlara karşı bir silah olarak kullanılır. Nasıl oluştuğunu görelim.

İnsanlık, hayvan dokularının elektrik ürettiğini 1791'de Bologna Üniversitesi'nde anatomi profesörü olan Luigi Galvani'nin kurbağa bacağının sinir ve kas dokularının elektrik akımına tepki verdiğini keşfettiğinde öğrendi. Zamanla bilim adamları, insan sinir sistemi yoluyla sinyal gönderen dürtülerin elektrokimyasal bir yapıya sahip olduğunu bulmuşlardır. Resmi basitleştirerek, sinir sinyallerinin iyonların, yani yüklü parçacıkların sinir hücrelerinin zarlarından hareketi olduğunu söyleyebiliriz. Hücrenin dinlenme veya hareketsizlik durumunda, kabuğunun negatif bir potansiyeli vardır, çünkü hücrenin içinden negatif yüklü iyonlar birikir; ancak hücrenin dışında hem pozitif hem de negatif iyonlar bulunur ve bunların arasında pozitif yük taşıyan sodyum iyonları bulunur. Bir sinir hücresi bir sinyal gönderdiğinde, kılıfı polaritesini değiştirir ve sodyum iyonları hücrenin içinden geçerek potansiyelini pozitife çevirir. Normal durumuna dönen hücre, "cihazı" bilinmeyen bir mekanizma ile sodyum iyonlarından kurtulur; Bilim adamları buna "sodyum pompası" diyor çünkü sodyum iyonlarını hücreden dışarı pompalıyor gibi görünüyor.

Hücre bir sinyal ilettiğinde, "pompa" çalışmayı durdurur. Sodyum ve potasyum iyonları birbirlerine çekilir, yük alışverişinde bulunur ve hücrenin elektrik potansiyelini nötralize eder. Küçük deşarjlar, hücreyi terk eden sinir lifi boyunca ilerleyerek çevre doku ve sıvıda bir elektrik alanı oluşturur. Sinyal veya sinir impulsu, sinir uçları adı verilen dallara ayrıldığı bir noktaya ulaşana kadar sinir lifi boyunca hareket eder. Uçlar, bir sinir hücresini diğerinden ayıran boşluğa nüfuz eder. Sinir dokusunun iki komşu hücresi arasındaki bu boşluğa sinaps denir.

Bir noktada, kas için giden sinir impulsu, karşı tarafında bir kas lifi hücresinin bulunduğu sinapsa ulaşır. Nöromüsküler kavşak adı verilen bu nokta, balıklarda elektrik üretiminde kritik bir rol oynar. Nöromüsküler kavşakta bir sinir uyarısı meydana geldiğinde, sinir uçlarının etrafında asetilkolin adı verilen bir kimyasal salınır. Sinir hücresinden kasa sızan asetilkolin, kas lifine bir uyarı iletir, onu depolarize eder ve böylece bir elektrik boşalmasına neden olur. Ayrıca asetilkolinin bir başka işlevinin de hücredeki iyonların hücre zarına nüfuz etmesine izin veren "sodyum pompasını" durdurmak olduğu varsayılmaktadır.

Genellikle, bir elektrik sinyali, hayvanın vücudunun çeşitli hareketlerinde kendini gösteren kasın kasılmasına neden olur. Ancak balıklardaki bazı kaslar kasılma yeteneğini kaybetmiştir. Bu kaslara giden sinir uçları, nöromüsküler kavşak bölgesinde çok yoğun bir şekilde bulunur ve kas hücrelerinin lifleri o kadar büyür ki, yaşayan bir elektrot gibi bir şey oluştururlar.

Elektrikli yılan balığı ve elektrik ışınları gibi balıkların elektriksel organları, birkaç benzer "elektrot"tan oluşur. Hepsi boşaldığında, yüksek güçte bir elektrik akımı ortaya çıkar. Deşarj, bir elektrikli yılan balığında omurilikten ve bir elektrikli vatozda beyinden ayrılan bir sinir demeti tarafından kontrol edilir.

Hem ılıman hem de tropik bölgelerde yaşayan elektrik ışınları, "elektrotlarında" 50 volt veya daha fazla voltaj üretebilir; bu, vatozların beslendiği balıkları ve kabukluları öldürmek için yeterlidir. Elektrik ışını, uzun ve kalın bir kuyruğu olan esnek bir gözleme gibi görünüyor. Vatoz, avlanırken tüm vücuduyla avına koşar ve uçlarında elektrik organları bulunan "kanatları" ile "kucaklar". Sarılma kapanır, "elektrotlar" boşalır - ve vatoz avını bir akım deşarjı ile öldürür.

Elektrik ışınlarının en büyüğü torpido soylu Kuzey Atlantik sularının sakini; 1.8 metre uzunluğa ulaşır, yaklaşık 100 kilogram ağırlığındadır ve 200 voltluk bir potansiyel fark yaratma yeteneğine sahiptir - yakındaki suda olan herhangi bir hayvanı öldürmeye yetecek kadar. Sudaki elektrik boşalmasının özel etkinliği, suyun iyi bir elektrik akımı iletkeni olmasıyla açıklanır.

Çok eski zamanlardan beri bize ulaşan birçok efsanede elektrik ışınından bahsedilir; rüya tercümanları, yakın bir talihsizliğe işaret ettiğine inanıyordu. Yunanlılar ve Romalılar, vatozun garip bir enerji kaynağına sahip olduğunu biliyorlardı ve o zamanlar elektrik bilinmediği için kaynağının bilinmeyen bir madde olduğuna inanıyorlardı. Başka bir inanç daha vardı - bronz bir kancaya takılan bir vatoz, oltayı bırakan bir balıkçıyı öldürür ve ölüm kanın pıhtılaşmasından kaynaklanır.

Eskiden vatozlar şok yoluyla tedavi için kullanılırdı. Şifacılar, baş ağrısı ve diğer rahatsızlıklardan muzdarip hastaların başlarına küçük ışınlar yerleştirdiler; vatozun iyileştirici özelliklere sahip olduğuna inanılıyordu.

650 voltluk bir deşarj oluşturan bir elektrikli yılan balığı - en büyük vatozların bile yaratabileceği voltajın birkaç katı - sudaki yakındaki bir insanı pekala öldürebilir. Elektrikli yılan balığının diğer yılan balıklarıyla çok az ortak noktası vardır; bıçaklı balıklarla akrabadır ve nehirlerde yaşar. Elektrikli yılan balığı 2,7 metre uzunluğa ve yaklaşık 10 santimetre kalınlığa ulaşır. Vücudunun beşte dördü üç elektrik organı tarafından işgal edilir ve uzunluğunun sadece beşte biri solunum, sindirim, üreme ve diğerleri gibi önemli hayati işlevleri yerine getiren diğer organlar tarafından işgal edilir.

Elektrikli yılan balığının yaşadığı sular bazen oksijen açısından fakirdir, ancak bu yılan balığını rahatsız etmez: Atmosferik oksijeni de solumayı öğrenmiştir. Ağzındaki çok sayıda kan damarı oksijeni emebilir ve yılan balığı suyun yüzeyine çıkarken havayı yakalar.

Genç bir elektrikli yılan balığı iyi görür, ancak yaşla birlikte vizyonu keskin bir şekilde bozulur. Bu, yılan balığını özellikle rahatsız etmez, çünkü genellikle yaşadığı karanlık, çamurlu suda gözler hala pek işe yaramaz. Aynı elektrik organlarının tümü, yılan balığının av aramasına yardımcı olur: voltajı 40 - 50 volt'u geçmeyen nispeten zayıf elektrik darbeleri yayar; bu düşük voltajlı deşarjlar, yılanbalığının beslendiği küçük deniz yaşamını bulmasına yardımcı olur. Ek olarak, elektrikli yılan balıklarının birbirlerinin elektrik deşarjlarını algılaması muhtemeldir - her durumda, biri kurbanı elektrik çarpmasıyla felç ettiğinde, diğer yılan balıkları avlanmak için acele eder.

Elektrikli yılan balıkları esaret altında yaşama iyi uyum sağlar ve genellikle akvaryumlarda görülür; genellikle akvaryum, yılanbalığının benzersiz yeteneklerini göstermek için bir tür elektrikli cihazla donatılmıştır, örneğin, kabloların suya indirilmiş iki elektrottan çıktığı bir lamba. Akvaryuma yiyecek parçaları veya küçük balıklar atıldığında, lamba yanar, çünkü avı algıladıktan sonra yılan balığı suda elektrik boşalması üretmeye başlar. Akvaryum ayrıca ses yükselticilerle donatılabilir ve ardından ziyaretçiler, yılan balığı tarafından üretilen mevcut deşarjlara eşlik eden statik gürültüyü duyacaktır.

Elektrikli yılan balığı ile uğraşmak oldukça tehlikeli bir iştir. Londra Hayvanat Bahçesi'nde bir yılan balığı, kendisini besleyen bir bakıcıya şiddetli bir şekilde elektrik verdi. Başka bir yılan balığı metal bir kutuda taşınırken elektrik boşalması yapmaya başladı ve görevli kutuyu yere düşürmek zorunda kaldı. Ancak yalnızca doğrudan temasla, yılanbalığının darbesi ölümcüldür; ancak kendini akıntıya yakın suda bulan bir yüzücü şok halindeyken boğulabilir.

Yılanbalığının büyük miktarda elektrik üretme yeteneği, bir yüzyıldan fazla bir süredir biyologların ve doktorların dikkatini çekmiştir. İkinci Dünya Savaşı sırasında, Amerikalılar da dahil olmak üzere ordu onunla ilgilenmeye başladı: Amerika Birleşik Devletleri savaşa girdikten iki yıl sonra, Güney Amerika'da yakalanan iki yüz elektrikli yılan balığı New York'a teslim edildi. Bronx'taki hayvanat bahçesi onlar için yirmi iki ahşap havuz kurdu. Yılan balıkları, sinir uyarılarının iletimini engelleyen ve böylece kalbi, akciğerleri ve diğer hayati organları durdurabilen sinir gazlarının etkisini incelemek için deneylerde kullanılmıştır. Gazların etkisinin özü, sinir hücresinin "sodyum pompasını" durdurduktan sonra asetilkolinin parçalanmasını önlemeleridir. Normalde asetilkolin, işlevini tamamladıktan hemen sonra vücutta parçalanır; parçalanma süreci, kolinesteraz adı verilen bir enzim tarafından kontrol edilir. Sinir gazları bu enzimin çalışmasına müdahale eder.

Yılanbalığının elektrik organları, yüksek aktivitesi ile de ayırt edilen büyük miktarda kolinesteraz içerir; askeri uzmanların Bronx'taki hayvanat bahçesine getirilen elektrikli yılan balıklarına ihtiyaç duymalarının nedeni budur: zehirli gazların sinir felci etkilerini incelemek için gereken enzimin kaynağı olarak hizmet ettiler. Çoğu hayvanat bahçesi çalışanı, aslan muhafazasının mahzenlerinde neden bu kadar çok elektrikli yılan balığı tutulduğunu ancak savaştan sonra öğrendi.

Balık, okyanus sakinlerinin daha küçük bir bölümünü oluşturur; sakinlerinin çok daha büyük bir kısmı omurgasızlardır ve aralarında hem en küçük hem de en zararsız su hayvanları ve en büyük ve tehlikeli olanlar vardır.

Güney yarım kürenin denizlerinde geçen macera filmlerinde ve romanlarda genellikle dev bir deniz tarağı görülür. tridacna gigaları, bir tür canlı tuzak, dikkatsiz bir yüzücüyü bekleyen bir tuzak olarak tasvir edilmiştir. Aslında, bu dev planktonla beslenir ve kabuğunun boyutu gerçekten 1,2 metreye ulaşsa ve yumuşakçanın ağırlığı 220 kilogram olsa bile, genellikle kendisine atfedilen muazzam güce sahip değildir. Bir kişinin çarpışmadan öldüğüne dair belgelenmiş bir vaka yoktur. tridacna gigaları Bununla birlikte, ABD Donanması tarafından yayınlanan "Deniz Bilimi" dergisi gibi yetkili kaynaklar bile, okuyucuyu bu yumuşakçanın tüplü dalgıç için oluşturduğu tehlike konusunda uyarıyor. Bununla birlikte, bir yumuşakçanın yanlışlıkla bir insan bacağının etrafındaki valflerini kapatarak onu tutması pek olası değildir; bunun yerine, rahatsız edici avdan kurtulmaya çalışacaktır.

Tüm omurgalılar içinde sadece balıklar, bir insanı felç edecek ve hatta öldürecek kadar elektrik enerjisi üretebilir. Elektrik organları, savunma, yön bulma, avlanma ve muhtemelen iletişim için balıklara hizmet eder. Yaklaşık iki yüz elli balık türü elektrik enerjisi üretme yeteneğine sahiptir; ancak, bir kişiye karşı silah görevi görebilecek kadar güçlü bir yük, yalnızca elektrikli yılan balıklarını biriktirir ( elektrofor elektrik), Güney Amerika'da yaşayan ve aileye ait elektrik ışınları Torpedinidae.

Hayvanların bu kadar güçlü elektrik enerjisi dürtülerini nasıl ürettiği bilim adamları için bir gizem olmaya devam ediyor, ancak hayvan elektriğinin doğası oldukça açık. Elektrik enerjisi, insanlar da dahil olmak üzere herhangi bir hayvanın vücudunda oluşur. Elektrik uyarıları sinir lifleri boyunca ilerler ve beyin hücrelerine ve diğer hücrelere çeşitli olaylar hakkında sinyaller verir. Okuyucu bu sayfaları okurken bile elektrik sinyalleri üretiyor; ancak elektrikli yılan balıkları ve bazı ışınlar o kadar çok enerji biriktirir ki, diğer balıklara ve hayvanlara karşı bir silah olarak kullanılır. Nasıl oluştuğunu görelim.

İnsanlık, hayvan dokularının elektrik ürettiğini 1791'de Bologna Üniversitesi'nde anatomi profesörü olan Luigi Galvani'nin kurbağa bacağının sinir ve kas dokularının elektrik akımına tepki verdiğini keşfettiğinde öğrendi. Zamanla bilim adamları, insan sinir sistemi yoluyla sinyal gönderen dürtülerin elektrokimyasal bir yapıya sahip olduğunu bulmuşlardır. Resmi basitleştirerek, sinir sinyallerinin iyonların, yani yüklü parçacıkların sinir hücrelerinin zarları boyunca hareketi olduğunu söyleyebiliriz. Hücrenin dinlenme veya hareketsizlik durumunda, kabuğunun negatif bir potansiyeli vardır, çünkü hücrenin içinden negatif yüklü iyonlar birikir; ancak hücrenin dışında hem pozitif hem de negatif iyonlar bulunur ve bunların arasında pozitif yük taşıyan sodyum iyonları bulunur. Bir sinir hücresi bir sinyal gönderdiğinde, kılıfı polaritesini değiştirir ve sodyum iyonları hücrenin içinden geçerek potansiyelini pozitife çevirir.

Normal durumuna dönen hücre, "cihazı" bilinmeyen bir mekanizma ile sodyum iyonlarından kurtulur; Bilim adamları buna "sodyum pompası" diyor çünkü sodyum iyonlarını hücreden dışarı pompalıyor gibi görünüyor.

Hücre bir sinyal ilettiğinde, "pompa" çalışmayı durdurur. Sodyum ve potasyum iyonları birbirlerine çekilir, yük alışverişinde bulunur ve hücrenin elektrik potansiyelini nötralize eder. Küçük deşarjlar, hücreyi terk eden sinir lifi boyunca ilerleyerek çevre doku ve sıvıda bir elektrik alanı oluşturur. Sinyal veya sinir impulsu, sinir uçları adı verilen dallara ayrıldığı bir noktaya ulaşana kadar sinir lifi boyunca hareket eder. Uçlar, bir sinir hücresini diğerinden ayıran boşluğa nüfuz eder. Sinir dokusunun iki komşu hücresi arasındaki bu boşluğa sinaps denir.

Elektrikli balıklar hem denizlerde hem de tatlı suda yaşar. Gezegenimizin hayvanları arasında en güçlü elektrik boşalması, bir elektrikli yılan balığı tarafından yaratılır (üstteki resim); deşarjı ile bir atı felç edebilir. Bir elektrikli vatoz (alt resim), kurbanını yüzgeçleriyle "sarıyor", aynı zamanda elektrik boşalmasıyla felç ediyor

Bir noktada, kas için giden sinir impulsu, karşı tarafında bir kas lifi hücresinin bulunduğu sinapsa ulaşır. Nöromüsküler kavşak adı verilen bu nokta, balıklarda elektrik üretiminde kritik bir rol oynar. Nöromüsküler kavşakta bir sinir uyarısı meydana geldiğinde, sinir uçlarının etrafında asetilkolin adı verilen bir kimyasal salınır. Sinir hücresinden kasa sızan asetilkolin, kas lifine bir uyarı iletir, onu depolarize eder ve böylece bir elektrik boşalmasına neden olur. Ayrıca asetilkolinin bir başka işlevinin de hücredeki iyonların hücre zarına nüfuz etmesine izin veren "sodyum pompasını" durdurmak olduğu varsayılmaktadır.

Genellikle, bir elektrik sinyali, hayvanın vücudunun çeşitli hareketlerinde kendini gösteren kasın kasılmasına neden olur. Ancak balıklardaki bazı kaslar kasılma yeteneğini kaybetmiştir. Bu kaslara giden sinir uçları, nöromüsküler kavşak bölgesinde çok yoğun bir şekilde bulunur ve kas hücrelerinin lifleri o kadar büyür ki, yaşayan bir elektrot gibi bir şey oluştururlar.

Elektrikli yılan balığı ve elektrik ışınları gibi balıkların elektriksel organları, birkaç benzer "elektrot"tan oluşur. Hepsi boşaldığında, yüksek güçte bir elektrik akımı ortaya çıkar. Deşarj, bir elektrikli yılan balığında omurilikten ve bir elektrikli vatozda beyinden ayrılan bir sinir demeti tarafından kontrol edilir.

Hem ılıman hem de tropik bölgelerde yaşayan elektrik ışınları, "elektrotlarında" 50 volt veya daha fazla voltaj üretebilir; bu, vatozların beslendiği balıkları ve kabukluları öldürmek için yeterlidir. Elektrik ışını, uzun ve kalın bir kuyruğu olan esnek bir gözleme gibi görünüyor. Vatoz, avlanırken tüm vücuduyla avına koşar ve uçlarında elektrik organları bulunan "kanatları" ile "kucaklar". Sarılma kapanır, "elektrotlar" boşalır - ve vatoz avını bir akım deşarjı ile öldürür.

Elektrik ışınlarının en büyüğü torpido soylu Kuzey Atlantik sularının sakini; 1.8 metre uzunluğa ulaşır, yaklaşık 100 kilogram ağırlığındadır ve 200 voltluk bir potansiyel fark yaratma yeteneğine sahiptir - yakındaki suda olan herhangi bir hayvanı öldürmeye yetecek kadar. Sudaki elektrik boşalmasının özel etkinliği, suyun iyi bir elektrik akımı iletkeni olmasıyla açıklanır.

Çok eski zamanlardan beri bize ulaşan birçok efsanede elektrik ışınından bahsedilir; rüya tercümanları, yakın bir talihsizliğe işaret ettiğine inanıyordu. Yunanlılar ve Romalılar, vatozun garip bir enerji kaynağına sahip olduğunu biliyorlardı ve o zamanlar elektrik bilinmediği için kaynağının bilinmeyen bir madde olduğuna inanıyorlardı. Başka bir inanç daha vardı - bronz bir kancaya takılan bir vatoz, oltayı bırakan bir balıkçıyı öldürür ve ölüm kanın pıhtılaşmasından kaynaklanır.

Eskiden vatozlar şok yoluyla tedavi için kullanılırdı. Şifacılar, baş ağrısı ve diğer rahatsızlıklardan muzdarip hastaların başlarına küçük ışınlar yerleştirdiler; vatozun iyileştirici özelliklere sahip olduğuna inanılıyordu.

650 voltluk bir deşarj oluşturan bir elektrikli yılan balığı - en büyük vatozların bile oluşturabileceği voltajın birkaç katı - sudaki yakındaki bir insanı pekala öldürebilir. Elektrikli yılan balığının diğer yılan balıklarıyla çok az ortak noktası vardır; bıçaklı balıklarla akrabadır ve nehirlerde yaşar. Elektrikli yılan balığı 2,7 metre uzunluğa ve yaklaşık 10 santimetre kalınlığa ulaşır. Vücudunun beşte dördü üç elektrik organı tarafından işgal edilir ve uzunluğunun sadece beşte biri solunum, sindirim, üreme ve diğerleri gibi önemli hayati işlevleri yerine getiren diğer organlar tarafından işgal edilir.

Elektrikli yılan balığının yaşadığı sular bazen oksijen bakımından fakirdir, ancak bu yılan balığını rahatsız etmez: Atmosferik oksijeni de solumayı öğrenmiştir. Ağzındaki çok sayıda kan damarı oksijeni emebilir ve yılan balığı suyun yüzeyine çıkarken havayı yakalar.

Genç bir elektrikli yılan balığı iyi görür, ancak yaşla birlikte vizyonu keskin bir şekilde bozulur. Bu, yılanbalığının kafasını pek karıştırmaz, çünkü genellikle yaşadığı karanlık, çamurlu suda gözler hâlâ pek işe yaramaz. Aynı elektrik organlarının tümü, yılanbalığının av aramasına yardımcı olur: voltajı 40 - 50 volt'u geçmeyen nispeten zayıf elektrik darbeleri yayar; bu düşük voltajlı deşarjlar, yılanbalığının beslendiği küçük deniz yaşamını bulmasına yardımcı olur. Ek olarak, elektrikli yılan balıklarının birbirlerinin elektrik deşarjlarını algılaması muhtemeldir - her durumda, biri kurbanı elektrik çarpmasıyla felç ettiğinde, diğer yılan balıkları avlanmak için acele eder.

Elektrikli yılan balıkları esaret altında yaşama iyi uyum sağlar ve genellikle akvaryumlarda görülür; genellikle akvaryum, yılanbalığının benzersiz yeteneklerini göstermek için bir tür elektrikli cihazla donatılmıştır, örneğin, kabloların suya indirilen iki elektrottan çıktığı bir lamba. Akvaryuma yiyecek parçaları veya küçük balıklar atıldığında, lamba yanar, çünkü avı algıladıktan sonra yılan balığı suda elektrik boşalması üretmeye başlar. Akvaryum ayrıca ses yükselticilerle donatılabilir ve ardından ziyaretçiler, yılan balığı tarafından üretilen mevcut deşarjlara eşlik eden statik gürültüyü duyacaktır.

Elektrikli yılan balığı ile uğraşmak oldukça tehlikeli bir iştir. Londra Hayvanat Bahçesi'nde bir yılan balığı, kendisini besleyen bir bakıcıya şiddetli bir şekilde elektrik verdi. Başka bir yılan balığı metal bir kutuda taşınırken elektrik boşalması yapmaya başladı ve görevli kutuyu yere düşürmek zorunda kaldı. Ancak yalnızca doğrudan temasla, yılanbalığının darbesi ölümcüldür; ancak kendini akıntıya yakın suda bulan bir yüzücü şok halindeyken boğulabilir.

Yılanbalığının büyük miktarda elektrik üretme yeteneği, bir yüzyıldan fazla bir süredir biyologların ve doktorların dikkatini çekmiştir. İkinci Dünya Savaşı sırasında, Amerikalılar da dahil olmak üzere ordu bununla ilgilenmeye başladı: Amerika Birleşik Devletleri savaşa girdikten iki yıl sonra, Güney Amerika'da yakalanan iki yüz elektrikli yılan balığı New York'a teslim edildi. Bronx'taki hayvanat bahçesi onlar için yirmi iki ahşap havuz kurdu. Yılan balıkları, sinir uyarılarının iletimini engelleyen ve böylece kalbi, akciğerleri ve diğer hayati organları durdurabilen sinir gazlarının etkisini incelemek için deneylerde kullanılmıştır. Gazların etkisinin özü, sinir hücresinin "sodyum pompasını" durdurduktan sonra asetilkolinin parçalanmasını önlemeleridir. Normalde asetilkolin, işlevini tamamladıktan hemen sonra vücutta parçalanır; parçalanma süreci, kolinesteraz adı verilen bir enzim tarafından kontrol edilir. Sinir gazları bu enzimin çalışmasına müdahale eder.

Yılanbalığının elektrik organları, yüksek aktivitesi ile de ayırt edilen büyük miktarda kolinesteraz içerir; askeri uzmanların Bronx'taki hayvanat bahçesine getirilen elektrikli yılan balıklarına ihtiyaç duymalarının nedeni budur: zehirli gazların sinir felci etkilerini incelemek için gereken enzimin kaynağı olarak hizmet ettiler. Çoğu hayvanat bahçesi çalışanı, aslan muhafazasının mahzenlerinde neden bu kadar çok elektrikli yılan balığı tutulduğunu ancak savaştan sonra öğrendi.

Balık, okyanus sakinlerinin daha küçük bir bölümünü oluşturur; sakinlerinin çok daha büyük bir kısmı omurgasızlardır ve aralarında hem en küçük hem de en zararsız su hayvanları ve en büyük ve tehlikeli olanlar vardır.

Güney yarım kürenin denizlerinde geçen macera filmlerinde ve romanlarda genellikle dev bir deniz tarağı görülür. tridacna gigaları, bir tür canlı tuzak, dikkatsiz bir yüzücüyü bekleyen bir tuzak olarak tasvir edilmiştir. Aslında, bu dev planktonla beslenir ve kabuğunun boyutu gerçekten 1,2 metreye ulaşsa ve yumuşakçanın ağırlığı 220 kilogram olsa bile, genellikle kendisine atfedilen muazzam güce sahip değildir. Bir kişinin çarpışmadan öldüğüne dair belgelenmiş bir vaka yoktur. tridacna gigaları Bununla birlikte, ABD Donanması tarafından yayınlanan "Deniz Bilimi" dergisi gibi yetkili kaynaklar bile, okuyucuyu bu yumuşakçanın tüplü dalgıç için oluşturduğu tehlike konusunda uyarıyor. Bununla birlikte, bir yumuşakçanın yanlışlıkla bir insan bacağının etrafındaki valflerini kapatarak onu tutması pek olası değildir; bunun yerine, rahatsız edici avdan kurtulmaya çalışacaktır.

dominik statham

Fotoğraf ©depositphotos.com/Yourth2007

Elektrik alanlarını algılayabilen balıklara denir. elektroalıcı ve elektrikli yılan balığı gibi güçlü bir elektrik alanı oluşturabilenlere denir. elektrojenik.

Elektrikli yılan balığı nasıl bu kadar yüksek elektrik voltajı üretir?

Elektrik üretebilen sadece elektrikli balıklar değildir. Aslında, tüm canlı organizmalar bunu bir dereceye kadar yapar. Örneğin vücudumuzdaki kaslar beyin tarafından elektrik sinyalleriyle kontrol edilir. Bakteriler tarafından üretilen elektronlar, elektrosit adı verilen yakıt hücrelerinde elektrik üretmek için kullanılabilir. (aşağıdaki tabloya bakınız). Ve hücrelerin her biri küçük bir yük taşımasına rağmen, bu tür binlerce hücrenin bir el fenerindeki piller gibi bir dizi halinde monte edilmesinden dolayı, 650 volta (V) kadar voltaj üretilebilir. Bu sıralar paralel olarak düzenlenirse, 650 watt'lık (W; 1 W = 1 V × 1 A) bir elektrik çarpması veren 1 amper (A) değerinde bir elektrik akımı elde edilebilir.

Bir yılan balığı elektrik çarpmasından nasıl kurtulur?

Fotoğraf: Wikipedia aracılığıyla CC-BY-SA Steven Walling

Bilim adamları bu soruya tam olarak nasıl cevap vereceklerini bilmiyorlar, ancak bazı ilginç gözlemlerin sonuçları bu soruna ışık tutabilir. İlk olarak, yılanbalığının hayati organları (beyin ve kalp gibi) başın yakınında, elektrik üreten organlardan uzakta bulunur ve yalıtım görevi görebilen yağ dokusu ile çevrilidir. Derisi kırılmış yılan balıklarının elektrik çarpmasıyla kendi kendine şoka uğramaya daha duyarlı olduğu gözlemlendiğinden, deri ayrıca yalıtım özelliklerine sahiptir.

İkincisi, yılan balıkları çiftleşme anında eşlerine zarar vermeden en güçlü elektrik şoklarını verebilirler. Ancak, çiftleşme mevsimi dışında aynı kuvvetle başka bir yılan balığı vurulursa onu öldürebilir. Bu, yılan balıklarının açılıp kapatılabilen bir tür savunma sistemine sahip olduğunu gösteriyor.

Elektrikli yılan balığı evrimleşmiş olabilir mi?

Darwin'in önerdiği sürecin gerektirdiği gibi, küçük değişikliklerle bunun nasıl olabileceğini hayal etmek çok zor. Şok dalgası en başından önemliyse, şok vermek yerine kurbanı tehlikeye karşı uyarırdı. Ayrıca, evrim sürecinde kurbanı sersemletme yeteneğini geliştirmek için elektrikli yılan balığının eşzamanlı bir öz savunma sistemi geliştirin. Elektrik çarpmasının gücünü artıran bir mutasyon her ortaya çıktığında, yılanbalığının elektrik yalıtımını iyileştiren başka bir mutasyon ortaya çıkmış olmalıydı. Bir mutasyonun yeterli olması pek olası görünmüyor. Örneğin organları başa yaklaştırmak için aynı anda gerçekleşmesi gereken bir dizi mutasyon gerekir.

Birkaç balık avını sersemletme yeteneğine sahip olsa da, navigasyon ve iletişim için düşük voltajlı elektrik kullanan birçok tür vardır. Elektrikli yılan balıkları, aynı zamanda elektrolokasyon kullanan ve bu yeteneği Güney Amerika kuzenleriyle birlikte geliştirdikleri düşünülen, bıçak balığı (Mormyridae familyası) olarak bilinen bir Güney Amerika balığı grubuna aittir. Üstelik evrimciler, balıklardaki elektriksel organların sekiz kez bağımsız olarak gelişti. Yapılarının karmaşıklığı göz önüne alındığında, bu sistemlerin evrim sürecinde en az bir kez, hatta sekiz tanesini bile geliştirmiş olmaları şimdiden çarpıcıdır.

Güney Amerika'dan bıçak yakalayıcılar ve Afrika'dan kimeralar, elektrik organlarını konum ve iletişim için kullanırlar ve bir dizi farklı türde elektroreseptör kullanırlar. Her iki grupta da çeşitli karmaşık dalga biçimlerinde elektrik alanları üreten türler vardır. İki çeşit bıçak Brakihipopomus benetti ve Brakihipopomus walteri birbirlerine o kadar benzerler ki aynı tipe atfedilebilirler, ancak bunlardan ilki doğru voltaj akımı üretir ve ikincisi - alternatif bir voltaj akımı üretir. Daha derine inerseniz, evrim hikayesi daha da dikkat çekici hale gelir. Elektrolokasyon cihazlarının birbirine karışmaması ve parazit oluşturmaması için bazı türler, balıkların her birinin elektrik boşalmasının frekansını değiştirdiği özel bir sistem kullanır. Bu sistemin Güney Amerika'dan bir cam bıçak makinesiyle neredeyse aynı şekilde (aynı hesaplama algoritmasını kullanarak) çalışması dikkat çekicidir ( Eigenmannia) ve Afrika balığı aba-aba ( spor salonu). Böyle bir girişim yok etme sistemi, farklı kıtalarda yaşayan iki ayrı balık grubunda, evrim sürecinde birbirinden bağımsız olarak evrimleşmiş olabilir mi?

Tanrı'nın Yaratılışının Başyapıtı

Elektrikli yılanbalığının enerji birimi, kompaktlığı, esnekliği, hareketliliği, çevre güvenliği ve kendi kendini iyileştirme yeteneği ile tüm insan yaratımlarını gölgede bıraktı. Bu aparatın tüm parçaları, yılanbalığına büyük bir hız ve çeviklikle yüzme yeteneği veren cilalı gövdeye mükemmel bir şekilde entegre edilmiştir. Elektrik üreten küçücük hücrelerden, yılanbalığının ürettiği elektrik alanlarının çarpıklıklarını analiz eden en karmaşık bilgisayar kompleksine kadar yapısının tüm detayları, Yüce Yaratıcı'nın niyetini gösterir.

Elektrikli yılan balığı nasıl elektrik üretir? (popüler bilim makalesi)

Elektrikli balıklar, vücudumuzdaki sinir ve kasların yaptığı gibi elektrik üretir. Elektrosit hücrelerinin içinde, özel enzimatik proteinler denir. Na-K ATPaz sodyum iyonlarını hücre zarından dışarı pompalar ve potasyum iyonlarını emer. ('Na' sodyumun kimyasal sembolüdür ve 'K' potasyumun kimyasal sembolüdür. 'ATP', pompayı çalıştırmak için kullanılan enerji molekülü olan adenozin trifosfat anlamına gelir.) Hücrenin içindeki ve dışındaki potasyum iyonları arasındaki bir dengesizlik, potasyum iyonlarını tekrar hücre dışına iten kimyasal bir gradyanla sonuçlanır. Benzer şekilde, sodyum iyonları arasındaki bir dengesizlik, sodyum iyonlarını hücreye geri çeken kimyasal bir gradyan yaratır. Zar içine gömülü olan diğer proteinler, potasyum iyonları için kanallar, potasyum iyonlarının hücreyi terk etmesine izin veren gözenekler gibi davranır. Pozitif yüklü potasyum iyonları hücrenin dışında biriktikçe, hücre zarının çevresinde bir elektrik gradyanı oluşur ve hücrenin dışı, içeriden daha pozitif bir yüke sahiptir. pompalar Na-K ATPaz (sodyum-potasyum adenosin trifosfataz) sadece bir pozitif yüklü iyon seçecek şekilde inşa edilirler, aksi takdirde negatif yüklü iyonlar da akmaya başlar ve yükü nötralize eder.

Elektrikli yılan balığı vücudunun çoğu elektrik organlarından oluşur. Ana organ ve Hunter'ın organı, elektrik yükünün oluşumundan ve birikmesinden sorumludur. Sachs organı, elektrolokasyon için kullanılan düşük voltajlı bir elektrik alanı üretir.

Kimyasal gradyan, potasyum iyonlarını dışarı itmek için hareket ederken, elektrik gradyan onları geri çeker. Denge anında, kimyasal ve elektriksel kuvvetler birbirini yok ettiğinde, hücrenin dışında hücrenin içindekinden yaklaşık 70 milivolt daha fazla pozitif yük olacaktır. Böylece hücrenin içinde -70 milivoltluk bir negatif yük vardır.

Bununla birlikte, hücre zarına gömülü olan daha fazla protein, sodyum iyonları için kanallar sağlar - bunlar, sodyum iyonlarının hücreye tekrar girmesine izin veren gözeneklerdir. Normalde, bu gözenekler kapalıdır, ancak elektrik organları aktive edildiğinde gözenekler açılır ve pozitif yüklü sodyum iyonları tekrar kimyasal potansiyel gradyanının etkisi altında hücreye girer. Bu durumda, hücre içinde 60 milivolta kadar pozitif bir yük toplandığında denge sağlanır. -70 ila +60 milivolt arasında bir toplam voltaj değişimi vardır ve bu 130 mV veya 0.13 V'dir. Bu deşarj çok hızlı, yaklaşık bir milisaniyede gerçekleşir. Ve bir dizi hücrede yaklaşık 5000 elektrosit bulunduğundan, tüm hücrelerin senkron deşarjı nedeniyle 650 volta (5000 × 0.13 V = 650) kadar üretilebilir.

Na-K ATPaz (sodyum-potasyum adenazin trifosfataz) pompalayın. Her döngü için iki potasyum iyonu (K+) hücreye girer ve üç sodyum iyonu (Na+) hücreyi terk eder. Bu süreç, ATP moleküllerinin enerjisi tarafından yönlendirilir.

Sözlük

Eşit olmayan sayıda elektron ve proton nedeniyle elektrik yükü taşıyan bir atom veya molekül. Bir iyon, protonlardan daha fazla elektron içeriyorsa negatif, elektronlardan daha fazla proton içeriyorsa pozitif bir yüke sahip olacaktır. Potasyum (K+) ve sodyum (Na+) iyonları pozitif yüklüdür.

Gradyan

Uzayda bir noktadan diğerine hareket ederken bir miktar değişiklik. Örneğin, bir ateşten uzaklaşırsanız sıcaklık düşer. Böylece yangın, mesafe ile azalan bir sıcaklık gradyanı oluşturur.

elektriksel gradyan

Elektrik yükünün büyüklüğündeki değişimin gradyanı. Örneğin, hücrenin dışında hücrenin içindekinden daha fazla pozitif yüklü iyon varsa, hücre zarı boyunca bir elektriksel gradyan akacaktır. Aynı yükler birbirini ittiği için iyonlar hücre içindeki ve dışındaki yükü dengeleyecek şekilde hareket edeceklerdir. Elektriksel gradyan nedeniyle iyonların hareketi, bir ATP molekülü gibi harici bir kaynaktan gelen enerjinin etkisi altında aktif olarak değil, elektrik potansiyel enerjisinin etkisi altında pasif olarak gerçekleşir.

kimyasal gradyan

Kimyasal konsantrasyon gradyanı. Örneğin, hücrenin dışında hücre içindekinden daha fazla sodyum iyonu varsa, sodyum iyonunun kimyasal gradyanı hücre zarından geçecektir. İyonların rastgele hareketi ve aralarındaki çarpışmalar nedeniyle, bir denge kurulana kadar, yani zarın her iki tarafında aynı sayıda sodyum iyonu olana kadar, sodyum iyonlarının daha yüksek konsantrasyonlardan daha düşük konsantrasyonlara doğru hareket etme eğilimi vardır. . Bu, difüzyonun bir sonucu olarak pasif olarak gerçekleşir. Hareketler, ATP molekülü gibi harici bir kaynaktan alınan enerjiden değil, iyonların kinetik enerjisinden kaynaklanmaktadır.

Sıcak ve tropikal denizlerde, Afrika ve Güney Amerika'nın çamurlu nehirlerinde, zaman zaman veya sürekli olarak çeşitli güçlerde elektrik deşarjları yayan birkaç düzine balık türü vardır. Bu balıklar elektrik akımlarını sadece savunma ve saldırı için kullanmakla kalmaz, aynı zamanda birbirlerine sinyal gönderir ve engelleri önceden tespit eder (elektrolokasyon). Elektrik organları sadece balıklarda bulunur. Bu organlar henüz diğer hayvanlarda bulunmadı.

Elektrikli balıklar milyonlarca yıldır Dünya'da. Kalıntıları, yerkabuğunun çok eski katmanlarında bulundu - Silüriyen ve Devoniyen yataklarında. Antik Yunan vazolarında elektrikli deniz torpido vatozunun görüntüleri var. Eski Yunan ve Romalı doğa bilimci yazarların yazılarında, torpidoların sahip olduğu mucizevi, anlaşılmaz güce birçok gönderme vardır. Antik Roma doktorları bu ışınları büyük akvaryumlarında tuttular. Torpidoyu hastalıkları tedavi etmek için kullanmaya çalıştılar: hastalar yokuşa dokunmaya zorlandı ve hastalar elektrik çarpmasından kurtulmuş gibiydi. Zamanımızda bile, İber Yarımadası'nın Akdeniz kıyısında ve Atlantik kıyısında, yaşlı insanlar bazen bir torpido elektriği ile romatizmaya veya gut hastalığına şifa bulmayı umarak sığ sularda çıplak ayakla dolaşırlar.

Elektrikli torpido rampası.

Bir torpido gövdesinin ana hatları, 30 cm'den 1,5 m'ye kadar ve hatta 2 m uzunluğa kadar bir gitarı andırır, derisi çevreye benzer bir renk alır (“Hayvanlarda boyama ve taklit” makalesine bakın). Akdeniz ve Kızıldeniz'in kıyı sularında, İngiltere kıyılarında, Hint ve Pasifik Okyanuslarında çeşitli torpido türleri yaşar. Portekiz ve İtalya'nın bazı koylarında, torpidolar kelimenin tam anlamıyla kumlu tabanda kaynıyor.

Torpido elektrik deşarjları çok güçlüdür. Bu ışın bir balık ağına girerse, akımı ağın ıslak iplerinden geçerek balıkçıya çarpabilir. Elektrik deşarjları, torpidoyu avcılardan - köpekbalıkları ve ahtapotlardan - korur ve bu deşarjların felç ettiği ve hatta öldürdüğü küçük balıkları avlamasına yardımcı olur. Gösterge panelindeki elektrik, bir tür "elektrik pili" olan özel organlarda üretilir. Baş ve göğüs yüzgeçleri arasında bulunurlar ve yüzlerce altıgen jelatinimsi madde sütunundan oluşurlar. Sütunlar, sinirlerin oturduğu yoğun bölümlerle birbirinden ayrılır. Sütunların üst ve alt kısımları sırt ve karın derisi ile temas halindedir. Elektrik organlarına giden sinirlerin "pillerin" içinde yaklaşık yarım milyon ucu vardır.

Diskopi vatoz ocellated.

Birkaç on saniye boyunca, torpido göbekten arkaya akan yüzlerce ve binlerce kısa deşarj yayar. Farklı vatoz türlerinin voltajı, 7-8 A'lık bir akım gücünde 80 ila 300 V arasında değişmektedir. Denizlerimizde, aralarında Karadeniz vatoz - deniz tilkisi olmak üzere çeşitli vatoz türleri yaşamaktadır. Bu ışınların elektrik organlarının etkisi torpidodan çok daha zayıftır. Elektrik organlarının "kablosuz telgraf" gibi birbirleriyle iletişim kurmanın bir yolu olarak hizmet ettiği varsayılabilir.

Pasifik tropik sularının doğu kesiminde, vatoz vatoz yaşıyor. Bir torpido ve dikenli eğimler arasında bir ara konumu kaplar. Vatoz, küçük kabuklularla beslenir ve onları elektrik akımı kullanmadan kolayca alır. Elektrik deşarjları kimseyi öldüremez ve muhtemelen sadece yırtıcıları uzaklaştırmaya hizmet eder.

Stingray deniz tilkisi.

Sadece vatozların elektrik organları yoktur. Afrika nehri yayın balığı malapterurus'un gövdesi, içinde elektrik akımının üretildiği jelatinimsi bir tabakaya sahip bir kürk manto gibi sarılır. Elektrik organları, tüm yayın balığı ağırlığının yaklaşık dörtte birini oluşturur. Deşarj voltajı 360 V'a ulaşır, insanlar için bile tehlikelidir ve elbette balıklar için ölümcüldür.

Bilim adamları, Afrika tatlı su balığı Gymnarchus'un yaşamı boyunca sürekli olarak zayıf ama sık elektrik sinyalleri yaydığını bulmuşlardır. Onlarla birlikte, hymnarkus, olduğu gibi, etrafındaki alanı araştırır. Çamurlu suda yosunlar ve taşlar arasında, vücuduna hiçbir engele dokunmadan güvenle yüzüyor. Aynı yetenek, Afrika balık mormirusu ve elektrikli yılan balığının akrabaları - Güney Amerika ilahileri ile donatılmıştır.

Astrolog.

Hint, Pasifik ve Atlantik okyanuslarında, Akdeniz ve Karadeniz'de, 25 cm'ye kadar, nadiren 30 cm uzunluğa kadar küçük balıklar yaşar - yıldız gözlemcileri. Genellikle kıyının dibinde yatarlar ve yukarıda yüzen avları izlerler. Bu nedenle gözleri başın üst tarafında bulunur ve yukarı bakar. Bu nedenle bu balıkların adı. Bazı yıldız gözlemcilerinin, etkileri balıkçılar için de fark edilebilir olsa da, muhtemelen sinyal vermek için taçlarında bulunan elektrik organları vardır. Bununla birlikte, balıkçılar özgürce birçok yıldız gözlemcisi yakalar.

Elektrikli yılan balığı Güney Amerika'nın tropikal nehirlerinde yaşar. Bu, 3'e kadar gri-mavi yılan benzeri bir balıktır. m. Baş ve karın bölgesinin payı ise vücudunun sadece 1/5'ini oluşturmaktadır. Vücudun geri kalan 4/5'i boyunca her iki tarafta karmaşık elektrik organları bulunur. Birbirinden ince bir kabukla ayrılmış ve jelatinimsi bir madde astarı ile yalıtılmış 6-7 bin plakadan oluşurlar.

Plakalar, deşarjı kuyruktan başa yönlendirilen bir tür pil oluşturur. Yılan balığı tarafından üretilen voltaj, sudaki bir balığı veya kurbağayı öldürmek için yeterlidir. Yılan balıkları ve nehirde yıkanan insanlar için kötü: Yılan balığının elektrik organı birkaç yüz voltluk bir voltaj üretir.

Bir yılan balığı, kurbanın kuyruğu ile başı arasında olacak şekilde kavis yaptığında özellikle güçlü bir akım yaratır: kapalı bir elektrik halkası elde edilir. Yılanbalığının elektrik boşalması çevredeki diğer yılan balıklarını kendine çeker.

Bu özelliği kullanabilirsiniz. Herhangi bir elektrik kaynağını suya boşaltarak, bütün bir yılan balığı sürüsünü çekmek mümkündür, sadece uygun voltajı ve deşarj sıklığını seçmeniz yeterlidir. Elektrikli yılan balığı eti Güney Amerika'da yenir. Ama onu yakalamak tehlikeli. Yakalama yöntemlerinden biri, pilini boşaltan bir yılan balığının uzun süre güvende kalmasıyla hesaplanır. Bu nedenle, balıkçılar bunu yapar: bir inek sürüsünü nehre sürerler, yılan balıkları onlara saldırır ve elektrik kaynaklarını harcarlar. Balıkçılar, inekleri nehirden çıkardıktan sonra yılan balıklarını mızrakla dövdüler.

10.000 yılan balığının birkaç dakika içinde bir elektrikli trenin hareketi için enerji sağlayabileceği tahmin ediliyor. Ancak bundan sonra, yılan balıkları elektrik enerjisini geri kazanıncaya kadar tren birkaç gün durmak zorunda kalacaktı.

Sovyet bilim adamları tarafından yapılan araştırmalar, özel elektrik organları olmayan, elektriksiz olarak adlandırılan sıradan balıkların birçoğunun, heyecanlandıklarında suda hala zayıf elektriksel deşarjlar oluşturabildiklerini göstermiştir.

Bu deşarjlar balık gövdesi çevresinde karakteristik biyoelektrik alanlar oluşturur. Nehir levrek, turna, gudgeon, loach, crucian sazan, rudd, şarlatan vb. gibi balıkların zayıf elektrik alanlarına sahip olduğu tespit edilmiştir.