Kaip žuvys gamina elektros energiją?

Elektrinės žuvys

Elektriniai unguriai yra vienas geriausiai žinomų elektrogeninių gyvūnų. Elektrogeniniai gyvūnai gali patys gaminti elektros energiją, rašo „Lets talk science“.

Beveik 350 žuvų rūšių gali generuoti ir aptikti elektrinius signalus. Evoliuciškai tai paaiškinama tuo, jog tamsiame, giliame vandenyje žuvys gali naudoti elektrą bendravimui, judėjimui bei grobio medžioklei.

Mokslininkai elektrines žuvis skirsto į dvi grupes. Silpnai elektrines ir stipriai elektrines.

Silpnai elektrinės žuvys

Silpnai elektrinės žuvys turi elektrinius organus uodegoje. Ši struktūra gali generuoti iki vieno volto elektros srovę. Kaip palyginimui, AA tipo baterija generuoja 1,5 volto elektros energijos. Elektrinių organų sukuriamas elektrinis laukas sklinda apie 1 metrą aplink žuvį.

Silpnai elektringos žuvys taip pat turi specialių ląstelių odoje, kurios padeda žuviai pajusti savo elektrinio lauko pokyčius. Šis įgūdis praverčia, kai žuvis bando suprasti objektų dydį, formą ir vietą.

Ji taip pat gali pajusti, ar netoliese yra kitų panašių žuvų – šis gebėjimas vadinamas elektrolokalizacija.

Silpnai elektringos žuvys nesukuria pakankamai elektros energijos, kad galėtų pulti grobį.

Stipriai elektrinės žuvys

Tik kelios žuvų rūšys yra stipriai elektrinės. Tai elektriniai unguriai, elektriniai šamai ir elektrinės rajos.

Elektrinis šamas gyvena atogrąžų Afrikoje ir Nilo upėje ir gali skleisti 350 voltų įtampą. Elektrinė raja gali skleisti apie 220 voltų ir buvo užfiksuota senovės graikų bei praminta „nutirpusia žuvimi“, nes ankstyvojoje medicinoje buvo naudojama kaip pagrindinis anestetikas, rašo BBC.

Elektriniai unguriai turi tris poras elektrinių organų – kartu šie organai sudaro keturis penktadalius ungurio kūno.

Unguriai generuoja žemos įtampos impulsus, skirtus elektrolokalizacijai. Tačiau medžioklei ir savigynai jie generuoja aukštos įtampos impulsus. Šie impulsai gali siekti iki 860 voltų. Keli jų sukelti smūgiai žmonėms gali būti mirtini.

Kaip šios žuvys generuoja elektros energiją?

Žuvies elektrinis organas užpildytas disko formos ląstelėmis. Jos vadinamos elektrocitais. Elektrocitai iš išorės yra teigiamai įkrauti, o jų vidus įkrautas neigiamai.

Tačiau kartais žuvis siunčia pranešimą iš savo smegenų. Šis signalas nervų sistema keliauja į elektrinį organą. Ten jis pakeičia ląstelių elektros krūvių struktūrą. Viena pusė tampa teigiama, kita – neigiama.

Toks kintantis krūvių išsidėstymas sukuria elektros srovę. Dėl to elektrocitai tampa gyva baterija. Signalai ląsteles pasiekia lygiai tuo pačiu metu, dėl to elektrocitų krūvelės virsta baterijų serijomis. Taip padidėja jų bendra įtampa.

Mokslininkai nėra tikri, kodėl elektros srovė nepakenkia pačioms žuvims. Gali būti, kad srovė jų kūnus palieka per greitai, arba kad žuvų elektriniai organai yra per toli nuo kitų organų.

Mokslininkai taip pat mano, kad elektrinės žuvys aplink savo elektrinius organus gali turėti baltymų, kurie galėtų veikti kaip izoliatoriai.