鰩魚是壹種軟骨魚,圓形或橢圓形,嘴巴和眼睛都很小。它生活在熱帶和亞熱帶沿海水域,分布在中國東海和南海。它經常把身體半埋在沙子裏,或者沿著海床爬行。
魚雷的頭部和胸鰭之間有壹個橢圓形的發生器,由專門的肌肉構成。發生器由幾根肌纖維組成,形成壹個六邊形的圓柱管,管內有無色的膠狀物質,主要起電解作用。管子裏排列著許多平板。這些板由壹些與神經相連的小化學細胞組成。我們稱它們為“板細胞”。當魚雷捕捉到食物時,信號通過神經傳遞到電板的細胞,小細胞產生化學物質,改變細胞膜內外的電荷分布,產生電位差和電流。電池產生的電流非常小。魚雷上有數百萬個電池。當它們同時放電時,電流相當大。巨鰩,生活在大西洋和印度洋的熱帶和亞熱帶沿海水域,體型比較大,最大可達2米多。科學家對這種魚雷進行了測試,發現它可以產生60伏、50安培的電脈沖和3000瓦的電擊,足以殺死壹條幾十公斤的大魚。
世界上第壹塊人造電池——伏打電池。它是根據魚雷發電裝置的模型設計的。
電鰻和普通鰻魚很像,體長2米多,體重20多斤。生活在南美洲的亞馬遜河和奧裏諾科河。
電鰻有兩對發生器,呈長梭形,位於尾脊髓兩側。電鰻放電時的平均電壓在350伏以上,但也有650伏放電的記錄。美國電鰻的最高電壓超過800伏,足以殺死壹頭牛。電鰻放電產生的電流極弱,壹般小於1安培;但有時觀察到電壓為500伏,電流為2安培,即功率為1000瓦的短時放電。雖然發射的是直流電,但是放電頻率可以達到每秒300個脈沖。放電的破壞力取決於鰻魚的大小和機體的狀況。當電鰻小於1米長時,電壓隨著電鰻的增長而增加。當它增長到1米時,只增加了電流的強度。電鰻捕食時,先安靜地遊到魚群附近,然後才能不斷發出電流。被電擊的魚立刻暈倒,身體變得僵硬,電鰻趁機把它們吞了下去。電鰻放電,有時不壹定是為了捕食,也可能是生理需要。電鰻電死的魚往往超過需要吃的量,給漁業生產帶來危害。電鰻放電後,需要壹段時間恢復才能放電。利用這壹特點,漁民在捕撈電鰻時,先將牲畜趕入水中使電鰻放電,再進行捕撈,避免漁民受傷。
電鯰也是壹種可以發電的魚。電鯰生活在非洲的尼羅河中。它看起來很像鯰魚。它的體長約1米,嘴巴有三對胡須。它沒有背鰭,尾巴底部有壹個非常低而扁平的脂肪鰭。電鯰有壹對發電機,位於背部皮膚下。它產生的電壓高達350伏,可以使人和牲畜眩暈。
當然,並不是所有的電魚都能發出強電。海洋中有壹些魚可以發出微弱的電流。它們的發電器官非常小,最大電壓只有幾伏。它們不能殺死或打暈其他動物,但它們可以像復雜的水下雷達壹樣用於探索環境和尋找食物。這些魚身上覆蓋著感應器官,它們可以接收返回的電波。因為任何生物都有強弱生物電,這些魚的電感受器可以感受到非常微弱的電場變化。
鯊魚對電場的變化非常敏感。利用這壹點,科學家們發明了“電子驅鯊器”,可以通過DC脈沖將鯊魚驅離1 ~ 10米。攜帶這些儀器的潛水員可以在水下躲避鯊魚的攻擊。
鯰魚可以預防地震。地震前地面電流的突然變化刺激了鯰魚的電感受器,使其感到恐懼,四處跳躍,因此我們可以通過對鯰魚的研究找到預測地震的新方法。
總之,魚的放電是壹種在進化過程中獲得的防禦和攻擊敵人、捕捉食物的適應性能力。如果人類能夠應用仿生學來模擬電魚的發電器官在海洋中發電,那麽船舶和潛艇的動力問題就可以得到很好的解決。
——《徜徉在海洋水族館》馬英傑、馬愛軍著,海洋出版社,2006 54 38+0;
電鰻為什麽放電?
65438年到0989年,在法國科學城舉辦了壹場有趣的“時鐘”回顧展。壹個由帶電的魚釋放的電驅動的時鐘引起了人們極大的興趣。這種帶電的魚有規律地放電,電流的方向每分鐘改變壹次,所以被稱為“自然鐘”。
常見的帶電魚類有電鰻、鰩魚、鯰魚等。其中“電”最強的是電鰻。它的放電電壓可達300-500伏,足以電死附近的魚,人畜都會癱瘓。根據計算,1,000個電鰻的電能聚集在壹起,足夠讓1臺電力機車運行幾分鐘。
電鰻看起來像壹條蛇。它長約2米,重約20公斤。它生活在南美洲、中美洲等地的河流中,經常壹動不動地躺在水底,偶爾浮出水面呼吸。它通過“電感”感受周圍環境的變化。壹旦它發現獵物,就會通過放電的方式將其殺死或擊暈,然後飽餐壹頓。因為電鰻有這樣壹種殺死獵物的絕活,所以被稱為“河中魔鬼”。
電鰻如何放電?
原來,電鰻是活生生的“發電機”。它尾巴兩側的肌肉由6000-10000個有規律排列的肌片組成,由結締組織隔開,許多神經直接通向中樞神經系統。每壹塊肌肉切片就像壹個小電池,只能產生150毫伏的電壓,但串聯起來的近萬個“小電池”卻能產生極高的電壓。
電鰻尾部的電流流向頭部的感受器,於是在它的身體周圍形成了壹個微弱的電場。電鰻的中樞神經系統中有特殊的細胞監測電感受器的活動,並能根據監測和分析的結果指揮電鰻的行為,決定采取捕食行為、回避行為或其他行為。有人做過這樣壹個實驗:在壹個水池裏放兩根垂直的電線,放壹條電鰻進去,把水池放在黑暗的環境裏。結果發現,電鰻總是在電線間穿梭,根本不碰電線;當電線通電時,電鰻突然跑了回來。這說明電鰻是靠“電感”來判斷周圍環境的。
電鰻把體內儲存的電能排出後,還需要壹段時間的積累,才能繼續放電。於是,巴西人在抓電鰻時,總是先把牲畜趕到河裏引誘電鰻放電,或者用拖網讓電鰻在線放電,然後輕而易舉地殺死已經失去反擊能力的電鰻。