大家好,今天小编关注到一个比较有意思的话题,就是关于鱼类放电的机制是的问题,于是小编就整理了3个相关介绍鱼类放电的机制是的解答,让我们一起看看吧。
类似电鳗、电鳐、电鲶这种会放电的鱼类,是怎么在有水的环境里进化出来的?
所有多细胞生物体都是带电的,不过只有电鳗等动物将自身的电运用到极限,可以制造较强的电压,释放出的瞬间电流可以将猎物或者天敌击晕,达到捕食或者自卫的目的。
多细胞生物,不同细胞之间传递信息就要靠细胞表面的生物电,靠膜上离子通道的开闭,可是使带电粒子流入或者流出细胞,细胞内部带正电,外表面带负电,受到超过阈***强度的***,细胞表面就会形成电流并且向周围传播。电鳗自然也不例外,不过它们在进化中将这种能力放大了,可以较为自主地控制身体的产电、放电。从其解剖构造上来说,电鳗体内有数条类似肌肉束的组织结构,那是它们的发电器,电鳗在外界***下,可以主动控制开启细胞表面的分子通道,使带正电负电的粒子分别向细胞的两头移动,如此细胞就形成了类似于电容或者电池的构造,两端有微弱的电势差,而发电器中大量的细胞以串并联的方式联系在一起,组成的发电器两端能够形成相当大的电压,最高可以达到800V左右,靠着水体的导电的能力,电鳗发电器中粒子再次迅速地移动,形成电流,可以在水中传播,击中周围的动物,起到警示、捕猎、自卫的作用。
电鳗之所以能不被自己或同类电到,那是因为电鳗体内的脂肪组织有很好的绝缘作用,而且电鳗本身已很适应微弱的带电环境。而且电鳗的放电也受饥饿、疲劳状态影响,每次放电都需要一定时间恢复,而恢复需要能量,放电行为会加速电鳗对食物能量消耗,对于能量的需求使得电鳗不能无限制次数地放电,尽管它们可以在一秒内50次放电,不过大多时候都是强度较小的放电现象,如果一次性放出最强的电流,则需要数十分钟才能恢复放电能力。目前对于电鳗进化史的研究还不完全,难以从进化的角度详细解释,最新一份研究指出在大约1-2亿年前,是由于电鳗的祖先中的一批偶然地拥有了与放电相关的基因,体内的肌肉细胞特化发育为发电细胞产生了相应的产电结构,而放电的能力利于电鳗捕食,于是在繁衍过程中被后代继承,这种基因可以产生一些特殊的蛋白,能协助ATP为细胞膜上的离子通道蛋白迅速提供能量,使得电鳗产电相当迅速。
类似于电鳗的动物种类有不少,都是生活于水中的,水的导电性使这种能力有用武之地;而且这种能力只能在水中应用,土壤岩石空气的到线性都较差,一般击穿1厘米的空气需要上万伏的高压,要想几种几十公分乃至几米外的猎物,得数十数百千伏的高压,自己的肉都得烧熟了。
鳗鱼都会放电吗?
鳗鱼并不是所有的都会放电。虽然电鳗是一种可以放电的鱼类,但并不是所有的鳗鱼都具有这种特殊能力。电鳗通常生活在淡水环境中,它们通过特殊的器官产生电流来捕食或自我防卫。这种电流可以对其他生物产生强烈的影响,但其他类型的鳗鱼并没有这种能力。因此,并不是所有的鳗鱼都会放电,只有少数种类的电鳗才具有这一特殊能力。
电鳗为何能放电,而且在水里,自己却不会电晕?
据观察电鳗最高可释放800V电压,这点电力只有在水中才能发挥作用,电鳗的电也是基于生物细胞电,不过电鳗进化出特殊的能力可以将自由操控体内离子流形成较强电力。
所有的动物都有生物电,细胞内外的离子、带电物质的跨膜运动导致细胞膜内外电势差,一旦受到外界***,细胞上形成局部电位,并向临近的细胞传递;这种生理过程也使得人体能微弱地放电,只不过没啥用,也能产生很微弱的磁场。细胞的活动、神经信息传递功能、心脏跳动、肺部运动、肠胃运动都要靠生物电。但绝大多数生物体内的离子流动是在无意识状态下进行的,而电鳗却可以较为自由地控制离子的流向,使电鳗体内可以产生较为强的电流。
电鳗体内有一种被称为发电器的特殊细胞器,可以快速地转移离子产生微弱的电压,而电鳗体内有非常多的这样的细胞结构,类似于特斯拉跑车的电池串并联在一起,使电鳗能够产生数百伏特的电压,一旦电鳗受到外界较强的***,或者被天敌威胁或者捕食,都会***电鳗体内的发电结构,迅速地转移体内的离子,使体内产生较高的电压,瞬间释放可以麻痹天敌、击晕猎物,然后逃跑或者饱食一顿。
不过总的来说电鳗产生的电压还是比较低,因此电鳗的放电能力只有在水中才能起作用,自然界的水体中都有盐溶解形成的离子,有助于电力的传播。电鳗自身产生了这样的能力,但在水中放电也会电到自己,因此电鳗必然进化出了防护模式。电鳗皮下具备一层较厚的脂肪,相对于水脂肪的导电性较差,绝缘性较强。也因为电鳗皮下的脂肪层,据说电鳗还是挺好吃的。
电鳗的能力并不是它们独有的,世界上能放电的物种不少,还有电鳐等物种,全部是生活在水中的。相对而言,陆地上却基本上没有这样的生物,因此几百伏的电力不足以击穿空气,难以起到什么作用,当被天敌咬到再放电就迟了。
不过产电是相对比耗能的攻击手段,因此电鳗体内的电力会随着放电次数逐渐衰弱,每秒能放电50次,15秒左右就不能再放电了,需要休息半小时左右才具备再次产电放电的能力。
大千世界,无奇不有,动物们都有一套保护自己的本领,有的动物凶狠残暴,有的动物狡猾乖戾,而还有些动物身上则自带buff。在南美的亚马逊河里就生活着这样一种鱼,它们凭借着高电量的输出,占据了一片天地,它就是电鳗。
电鳗出生于海洋,成长在淡水里,等到繁殖的季节才游回海洋繁衍后代,电鳗可以通过身体自行发电,通常一只成年电鳗随便发射的电压也有300伏特,逼急了,甚至能放出800伏特的高电压。要知道,人体最高也就能承受36伏特的电压,这要是从正放电的电鳗旁边经过,那妥妥的会变成一坨烤肉。有人可能会问,电鳗放电时会不会电到自己呢?
其实,电鳗的内部有两对发电器,当电鳗放电时,尾巴作为正极,而头部是负极,有了电压差,电流就会从尾巴流向头部,再通过水这个良导体,向四周散播出去,从而把周围的食物或者敌人电晕。电鳗的身体和器官都是由很多的绝缘物质构成,而水的电阻小于这些绝缘物,因此电流都跟着水走了,自然就不会电到自己。
不过,当电鳗被扔到陆地上,情况就完全不同了,空气是个非常大的电阻,电鳗产生的电流无处可去,就只能把自己击穿,这时电鳗也就变成了一只烤鱼。
电鳗的放电器官在身体的两侧,而且它大部分的身体或重要的器官都由绝缘性很高的构造包住,在水中就像是一个大电池。电流由电阻最小的通路经过,所以在水中放电时,电流会经由水(电阻比电鳗身体小)传递,电鳗并不会电到自已。但如果电鳗被抓到空气中,因空气的电阻比它身体的电阻更大,放电的话就会电到自已了。另外,如果电鳗受伤使两侧的绝缘体同时破损的话,放电时就会像两条***的电线一样发生短路的现象
到此,以上就是小编对于鱼类放电的机制是的问题就介绍到这了,希望介绍关于鱼类放电的机制是的3点解答对大家有用。