Электрические рыбы. Самый мощный разряд — у электрического угря

17 августа 2016 в 21:31

Физика в мире животных: электрический угорь и его «энергостанция»

• Научно-популярное ,
• Биотехнологии ,
• Физика ,
• Экология

Электрический угорь (Источник: youtube)

Рыба вида электрический угорь (Electrophorus electricus) - единственный представитель рода электрических угрей (Electrophorus). Встречается он в ряде приток среднего и нижнего течения Амазонки. Размер тела рыбы достигает 2,5 метра в длину, а вес - 20 кг. Питается электрический угорь рыбой, земноводными, если повезет - птицами или мелкими млекопитающими. Ученые изучают электрического угря десятки (если не сотни) лет, но только сейчас начали проясняться некоторые особенности строения его тела и ряда органов.

Причем способность вырабатывать электричество - не единственная необычная черта электрического угря. К примеру, дышит он атмосферным воздухом. Это возможно благодаря большому количеству особого вида ткани ротовой полости, пронизанной кровеносными сосудами. Для дыхания угрю нужно каждые 15 минут всплывать к поверхности. Из воды кислород брать он не может, поскольку обитает он в очень мутных и мелких водоемах, где очень мало кислорода. Но, конечно, главная отличительная черта электрического угря - это его электрические органы.

Они играют роль не только оружия для оглушения или убийства его жертв, которыми угорь питается. Разряд, генерируемый электрическими органами рыбы, может быть и слабым, до 10 В. Такие разряды угорь генерирует для электролокации. Дело в том, что у рыбы есть специальные «электрорецепторы», которые позволяют определять искажения электрического поля, вызываемые его собственным телом. Электролокация помогает угрю находить путь в мутной воде и находить спрятавшихся жертв. Угорь может дать сильный разряд электричества, и в это время затаившаяся рыба или земноводное начинает хаотично дергаться из-за судорог. Эти колебания хищник без труда обнаруживает и съедает жертву. Таким образом, эта рыба является одновременно и электрорецептивной и электрогенной.

Интересно, что разряды различной силы угорь генерирует при помощи электрических органов трех типов. Они занимают примерно 4/5 длины рыбы. Высокое напряжение вырабатывают органы Хантера и Мена, а небольшие токи для навигационных целей и коммуникационных целей генерирует орган Сакса. Главный орган и орган Хантера размещаются в нижней части тела угря, орган Сакса - в хвосте. Угри «общаются» между собой при помощи электрических сигналов на расстоянии до семи метров. Определенной серией электрических разрядов они могут привлекать к себе других особей своего вида.

Как электрический угорь генерирует электрический разряд?

Угри этого вида, как и ряд других «электрифицированных» рыб воспроизводят электричество тем же образом, что и нервы с мышцами в организмах других животных, только для этого используются электроциты - специализированные клетки. Задача выполняется при помощи фермента Na-K-АТФазы (кстати, этот же фермент очень важен и для (лат. Nautilus)). Благодаря ферменту образуется ионный насос, выкачивающий из клетки ионы натрия, и закачивающий ионы калия. Калий выводится из клеток благодаря специальным белкам, входящих в состав мембраны. Они образуют своеобразный «калиевый канал», через который и выводятся ионы калия. Внутри клетки скапливаются положительно заряженные ионы, снаружи - отрицательно заряженные. Возникает электрический градиент .

Разница потенциалов в результате достигает 70 мВ. В мембране той же клетки электрического органа угря есть и натриевые каналы, через которые ионы натрия могут снова попасть в клетку. В обычных условиях за 1 секунду насос выводит из клетки около 200 ионов натрия и одновременно переносит в клетку приблизительно 130 ионов калия. На квадратном микрометре мембраны может разместиться 100- 200 таких насосов. Обычно эти каналы закрыты, но в случае необходимости они открываются. Если это произошло, градиент химического потенциала приводит к тому, что ионы натрия снова поступают в клетки. Происходит общее изменение напряжения от -70 до +60 мВ, и клетка дает разряд в 130 мВ. Продолжительность процесса - всего 1 мс. Электрические клетки соединяются между собой нервными волокнами, соединение - последовательное. Электроциты составляют своеобразные столбики, которые соединяются уже параллельно. Общее напряжение генерируемого электрического сигнала достигает 650 В, сила тока - 1А. По некоторым данным, напряжение может достигать даже 1000 В, а сила тока - 2А.

Электроциты (электрические клетки) угря под микроскопом

После разряда снова действует ионный насос, и электрические органы угря заряжаются. По мнению некоторых ученых, насчитывается 7 типов ионных каналов мембраны клеток электроцитов. Расположение этих каналов и чередование типов каналов влияет на скорость производства электричества.

Разряд электрической батареи

По результатам исследования Кеннета Катания (Kenneth Catania) из Университета Вандербильта (США), угорь может использовать три типа разряда своего электрического органа. Первый, как и упоминалось выше - это серия низковольтных импульсов, которые служат для коммуникации и навигационных целей.

Второй - последовательность из 2-3 высоковольтных импульсов продолжительностью несколько миллисекунд. Этот способ используется угрем при охоте на спрятавшуюся и затаившуюся жертву. Как только дано 2-3 разряда высокого напряжения, мышцы затаившейся жертвы начинают сокращаться, и угорь может без труда обнаружить потенциальную еду.

Третий способ - ряд высоковольтных высокочастотных разрядов. Третий способ угорь использует при охоте, выдавая за секунду до 400 импульсов. Этот способ парализует практически любое животное небольшого и среднего размера (даже человека) на расстоянии до 3 метров.

Кто еще способен вырабатывать электрический ток?

Из рыб на это способны около 250 видов. У большинства электричество - лишь средство навигации, как, например, в случае слоника нильского (Gnathonemus petersii).

Но электрический разряд чувствительной силы способны генерировать немногие рыбы. Это электрические скаты (ряд видов), электрический сом и некоторые другие.

Электрический сом (

Люди узнали про электрических рыб довольно давно: ещё в Древнем Египте для лечения эпилепсии использовали электрического ската, анатомия электрического угря подсказала Алессандро Вольте идею его знаменитых батарей, а Майкл Фарадей, «отец электричества», использовал того же угря в качестве научного оборудования. Современные биологи знают, что можно ждать от таких рыб (почти двухметровый угорь может сгенерировать 600 вольт), кроме того, более-менее известно, что за гены формируют такой необычный признак - нынешним летом группа генетиков из Университета Висконсина в Мадисоне (США) опубликовала работу с полным сиквенсом генома электрического угря. Предназначение «электроспособностей» тоже понятно: они нужны для охоты, для ориентации в пространстве и для защиты от других хищников. Неизвестным оставалось лишь одно - как именно рыбы пользуются своим электрошоком, что за стратегию используют.

Для начала немного о самом главном герое.

В таинственных и мутных водах Амазонки скрывается множество опасностей. Одну из них представляет электрический угорь (лат. Electrophorus electricus ) — единственный представитель отряда электрических угрей. Он водится на северо-востоке Южной Америки и встречается в небольших притоках среднего, а также нижнего течения мощной реки Амазонки.

Средняя длина взрослого электрического угря метр-полтора, хотя иногда встречаются и трехметровые экземпляры. Весит такая рыбка порядка 40 кг. Тело у нее удлиненное и немного сплющенное с боков. Собственно, на рыбу этот угорь не очень-то и похож: чешуи нет, из плавников только хвостовой да грудные, и плюс ко всему дышит он атмосферным воздухом.

Дело в том, что притоки, где обитает электрический угорь, слишком мелкие и мутные, а вода в них практически лишена кислорода. Поэтому природа наградила животное уникальными сосудистыми тканями в ротовой полости, с помощью которых угорь усваивает кислород прямо из наружного воздуха. Правда для этого ему приходится каждые 15 минут подниматься на поверхность. Зато если угорь вдруг окажется вне воды, он сможет прожить несколько часов, при условии, что его тело и рот не пересохнут.

Окрас у электрического угля оливково-коричневый, что позволяет ему оставаться незамеченным для потенциальной добычи. Только горло и нижняя часть головы ярко-оранжевые, но вряд ли это обстоятельство поможет несчастным жертвам электрического угря. Стоит ему содрогнуться всем своим скользким телом, как образуется разряд, напряжением до 650В (в основном 300-350В), который моментально убивает всю находящуюся поблизости мелкую рыбешку. Добыча падает на дно, а хищник подбирает ее, заглатывает целиком и умащивается неподалеку, чтобы немного отдохнуть.

Электрический угорь имеет особые органы, состоящие из многочисленных электрических пластинок — видоизмененных мышечных клеток, между мембранами которых образуется разность потенциалов. Органы занимают две трети массы тела этой рыбы.

Впрочем, электрический угорь может генерировать разряды и с меньшим напряжением — до 10 вольт. Поскольку у него плохое зрение, он использует их как радар, для навигации и поиска добычи.

Электрические угри могут быть огромных размеров, достигая 2, 5 метра в длину и 20 килограммов в весе. Они обитают в реках Южной Америки, например, в Амазонке и Ориноко. Там питаются рыбой, земноводными, птицами и даже мелкими млекопитающими.

Поскольку электрический угорь усваивает кислород непосредственно из атмосферного воздуха, ему приходится очень часто подниматься к поверхности воды. Он должен это делать, по крайней мере, один раз в пятнадцать минут, но обычно это происходит чаще.

На сегодняшний день известно мало случаев гибели людей после встречи с электрическим угрем. Тем не менее многочисленные электрические удары могут привести к дыхательной или сердечной недостаточности, из-за чего человек может утонуть даже на мелководье.

Все его тело покрывают специальные органы, которые состоят из особых клеток. Эти клетки последовательно соединены между собой при помощи нервных каналов. В передней части тела «плюс», в задней «минус». Слабое электричество образуется в самом начале и, проходя последовательно от органа к органу, оно набирает силу, чтобы ударить как можно более эффективно.

Сам электрический угорь считает, что наделен надежной защитой, поэтому не спешит сдаваться даже более крупному противнику. Бывали случаи, когда угри не пасовали даже перед крокодилами, а уж людям и вовсе стоит избегать встреч с ними. Конечно, вряд ли разряд убьет взрослого человека, однако ощущения от него будут более чем неприятные. К тому же есть риск потери сознания, а если при этом находиться в воде, можно запросто утонуть.

Электрический угорь весьма агрессивен, нападает он сразу и не собирается никого предупреждать о своих намерениях. Безопасное расстояние от метрового угря составляет не меньше трех метров — этого должно хватить, чтобы избежать опасного тока.

Кроме основных органов, вырабатывающих электричество, есть у угря и еще один, при помощи которого он разведывает окружающую обстановку. Этот своеобразный локатор испускает низкочастотные волны, которые, возвращаясь, оповещают своего хозяина о находящихся впереди преградах или наличии подходящей живности.

Зоолог Кеннет Катания (Kenneth Catania) из Университета Вандербильта (США), наблюдая за электрическими угрями, которые жили в специально оборудованном аквариуме, заметил, что рыбы могут разряжать свою батарею тремя разными способами. Первый - это низковольтные импульсы, предназначенные для ориентации на местности, второй - последовательность двух-трёх высоковольтных импульсов, длящихся несколько миллисекунд, наконец, третий способ - относительно долгий залп высоковольтных и высокочастотных разрядов.

Когда угорь нападает, он посылает добыче много вольт на высокой частоте (способ номер три). Трёх-четырёх миллисекунд такой обработки хватает, чтобы обездвижить жертву - то есть можно сказать, что угорь использует дистанционный электрошок. Причём частота его намного превышает искусственные приспособления: например, дистанционный шокер Тайзер подаёт 19 импульсов в секунду, тогда как угорь - целых 400. Парализовав жертву, он должен, не теряя времени, быстро схватить её, иначе добыча придёт в себя и уплывёт.

В статье в Science Кеннет Катания пишет, что «живой электрошокер» действует так же, как искусственный аналог, вызывая сильное непроизвольное сокращение мышц. Механизм действия удалось определить в своеобразном опыте, когда в аквариум к угрю клали рыбу с разрушенным спинным мозгом; между собой их разделял электропроницаемый барьер. Контролировать мышцы рыба не могла, однако они сокращались сами в ответ на электроимпульсы извне. (Угря провоцировали на разряд, подкидывая ему червей в качестве корма.) Если же рыбе с разрушенным спинным мозгом вводили ещё и нервнопаралитический яд кураре, то электричество от угря никак на неё действовало. То есть мишенью электроразрядов были именно моторные нейроны, управляющие мышцами.

Однако всё это происходит, когда угорь уже определил себе добычу. А если добыча затаилась? По движению воды её тогда уже не найдёшь. К тому же сам угорь охотится ночью, и при том не может похвастаться хорошим зрением. Чтобы найти добычу, он использует разряды второго рода: короткие последовательности из двух-трёх высоковольтных импульсов. Такой разряд имитирует сигнал моторных нейронов, побуждая сокращаться все мышцы потенциальной жертвы. Угорь как бы приказывает ей обнаружить себя: по телу жертвы проходит мышечный спазм, она начинает дёргаться, а угорь ловит колебания воды - и понимает, где спряталась добыча. В похожем опыте с рыбой с разрушенным спинным мозгом её отделяли от угря уже электронепроницаемым барьером, однако волны воды от неё угорь мог чувствовать. Одновременно рыбу соединяли со стимулятором, так что её мышцы сокращались по желанию экспериментатора. Оказалось, что если угорь испускал короткие «импульсы обнаружения», и одновременно рыбу заставляли дёргаться, то угорь нападал на неё. Если же рыба никак не отвечала, то угорь на неё, естественно, никак не реагировал - он просто не знал, где она находится.

Электрический угорь является единственным представителем рода электрофоров. Рыба с телом змеи — это и есть то самый Electrophorus electricus. Эта рыба живет в Южной Америке, отдавая предпочтение преимущественно мутной воде Амазонки и Ориноко. Электрический угорь встречается в стоячей, неглубокой воде, с пониженным содержанием кислорода.

Описание электрического угря

Электрический угорь имеет довольно большие размеры – средняя длина тела составляет 2-2,5 метра, а некоторые особи достигают 3 метра.

Весят электрические угри около 40 килограмм. Форма тела змееобразная и тело по бокам немного сдавленное. Голова плоская.

Примечательно то, что у электрического угря полностью отсутствует чешуя. Грудной и хвостовой плавники у угря развиты очень хорошо, с их помощью рыба отлично плавает и может передвигаться в разные стороны. Окрас камуфляжный серо-коричневый, он помогает во время охоты. Расцветка головы может отличаться от общей расцветки и иметь оранжевый оттенок.

Уникальная особенность электрического угря

Название подчеркивает уникальность этой рыбы, она способна вырабатывать электричество. Тело электрического угря покрыто особенными клетками, которые соединяются нервными каналами.

В самом начале тела электрический разряд слабый, но к хвосту он становится сильнее. Ток электрического угря смертельно опасен не только для мелкой рыбы, но и больших противников.

Мощность электрического импульса этой рыбы в среднем составляет 350 В. Для людей такой удар тока не смертелен, но он может оглушить или стать причиной потери сознания, поэтому от электрического угря следует держаться подальше.

Во рту у электрического угря имеется уникальная сосудистая ткань, поэтому ему приходится иногда подниматься на поверхность, чтобы сделать глоток воздуха. На поверхности он может оставаться более 10 минут, в то время как, ни один другой вид рыб не остается на воздухе более 30-ти секунд.

Охота электрического угря

Этот хищник нападает внезапно, он не пасует даже перед крупными жертвами. Если вблизи угря имеется любая живность, он встряхивает телом, в результате чего образуется заряд, мощностью 300-350 В, который моментально умертвляет добычу, находящуюся поблизости, как правило, это мелкая рыбешка.

Когда парализованная добыча опускается на дно, электрический угорь медленно приближается к ней и глотает целиком. После поедания пищи он несколько минут отдыхает, переваривая ее.

Размножение электрических угрей

О размножении этих рыб известно крайне мало. Ученые до сих пор полностью не знают жизненный цикл электрического угря. Известно, что в определенное время угри уплывают в труднодоступные места, а появляются они уже вместе с подросшим потомством.

Некоторые ученые считают, что самцы электрических угрей делают из слюны гнездо, а самка откладывает в это гнездо икру. Из одной кладки выходит примерно 17 тысяч маленьких рыбок. Особи, появившиеся на свет первыми, чаще всего съедают из кладки остальные яйца.

Науке неизвестно, как протекает процесс оплодотворения, где происходит развитие молодняка и чем питаются малыши. Но ясно, что электрический угорь с длиной тела 10-12 сантиметров, считается взрослой особью.

Интересные сведения об электрических угрях

Зрение у этих рыб крайне слабое, считается, что с возрастом они вообще неспособны видеть, а активность они проявляют в основном по ночам. Информацию, о находящихся поблизости препятствиях, они получают при помощи локаторов с низкочастотными волнами;
С обыкновенным угрем электрического угря ничего не роднит. Электрический угорь является представителем класса лучеперых рыб;
У электрического угря короткие зубы, поэтому пищу он не разжевывает, а проглатывает полностью;
Хищные угри поедают не только мелкую рыбку, но и земноводных, птиц, ракообразных и небольших млекопитающих;
При помощи электрических зарядов особи общаются между собой;
Если взять молодую особь электрического угря, то можно почувствовать несильное покалывание;
Впервые об этих рыбах появилась информация в XVII веке. Тогда их считали неизвестными существами Антильского моря. Но через 100 лет Александр фон Гумбольтом сделал описание электрического угря.

Жизнь электрических угрей в аквариуме

Соседство других угрей и прочих видов рыб увы не получится, так как соседи вряд ли смогут переносить электрические разряды, издаваемые угрем. Когда угорь просто плавает, он испускает разряды мощностью 10-15 В, которые выполняют роль электронавигации, но, когда к нему приближается жертва, то мощность сигнала становится значительно сильнее.

Аэрация в жилище электрического угря не нужна. Температура воды не должна опускать ниже 25 градусов, кислотность поддерживают в пределах 7-8, а жесткость 11-13 градусов. Частую смену воды электрические угри переносят плохо. Считается, что эти рыбы создают собственный микроклимат, накапливая антимикробные вещества, которые не дают им болеть, а если воду менять слишком часто, то на поверхности тела угря начинают развиваться язвы.

На дне водоема создается песчаная подложка, также разрешается использовать немного гальки. Количество растительности в аквариуме с электрическим угрем должно быть умеренным, кроме того, должны иметься коряги, камни и пещеры.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter .

По результатам экспериментальных исследований оказалось, что очень многие рыбы могут излучать электрические разряды, улавливаемые только специальными чувствительными приборами. Такие разряды важны в поведении рыб, особенно стайных. Но специальные электрогенерирующие органы, способные создавать электрические поля с ощутимым напряжением, отмечены лишь у приблизительно 250 видов (согласно Википедии). Электрический угорь является одним из немногих видов, создающих очень мощный разряд, который может нанести человеку серьёзный удар током и даже убить его. Эти угри так же, как электрические сомы и , применяют эту свою способность для охоты и защиты от врагов.

Секрет электрических угрей и другие особенности

Главным секретом, который скрывается за названием электрический угорь, является то, что эти рыбы не имеют никакого отношения к настоящим угрям, кроме внешнего сходства благодаря очень длинной змеевидной форме тела. Научное название этого вида — Electrophorus electricus. В системе рыб он находится в отряде Гимнотообразных (Gymnotiformes), который в старых изданиях книги «Жизнь животных» был подотрядом отряда Карпообразных. Одним из 4-х семейств этой группы является семейство Электрические угри, которое включает в себя единственный род с одним видом благодаря его исключительной уникальности.

Область распространения и образ жизни

Эти теплолюбивые рыбы распространены в бассейнах крупных южно — американских рек (Ориноко и Амазонки). Они предпочитают неглубокие слабопроточные или стоячие заросшие растительностью, часто заилённые водоёмы (озёра, старицы, пруды). Вода в таких водоёмах обычно мутная и грязная.

Такие условия характеризуются резким недостатком кислорода, растворённого в воде. Поэтому природа позаботилась о возможности получения угрём дополнительного количества кислорода из атмосферного воздуха.

Для этой цели в его ротовой полости есть специальные участки сосудистой ткани, пронизанные большим количеством кровеносных сосудов, которые функционируют наподобие наджаберного органа . На этих участках кровь насыщается кислородом, то есть они действуют, как лёгкие.

Дыхание

Электрический угорь днём обычно лежит на дне своего водоёма, но периодически поднимается к поверхности воды и, высовывая наружу свой широкий рот, втягивает в себя некоторое количество воздуха. Он делает это достаточно шумно и сразу же вновь погружается под воду. Выдыхаемый воздух выходит наружу через жаберные щели. Благодаря такому чётко слышимому дыханию местные туземцы легко могут узнавать о присутствии рыбы.

Заглатывать новую порцию свежего воздуха угри должны с постоянной периодичностью в 15 минут, но они в реальности они делают это чаще. Лишённые возможности подниматься к поверхности воды за воздухом, угри погибают.

При условии сохранения во влажном состоянии ротовой полости и тела этой уникальной рыбы электрический угорь способен несколько часов быть вне воды без ущерба для своего здоровья. Такая особенность и обеспечивает их выживание в тех неблагоприятных условиях, где они обитают.

Внешний вид и внутреннее строение

Electrophorus electricus является очень крупной рыбой, достигая длины до двух с половиной метров или даже больше. Наибольший вес – 20 килограммов. (Некоторые источники дают цифру 40 килограммов, но мы ориентируемся на информацию сайта fishbase.) Обычная длина взрослых рыб – от 1 до 1,5 метров.

Описание внешнего вида:

• Туловище очень длинное, округлое в сечении за головой и переходящее в сжатое по бокам в хвостовой части.
• Половины плавников нет — спинного и брюшных.
• Грудные плавники совсем небольшие, выполняющие роль стабилизаторов во время движения.
• Анальный плавник необычайно развит. Он длинный: насчитывает примерно 350 лучей; начинается почти сразу за грудными плавниками (за анальным отверстием) и простирается до кончика хвоста.
• Покрытая слизью толстая кожа, голая, лишённая чешуи, покрывает не только тело, но и плавники.
• Глаза относительно тела выглядят очень маленькими и находятся ближе к макушке головы, благодаря чему зрительный фокус направлен вверх. Они голубого окраса.
• Широкий рот очень большой, в нём находятся маленькие зубы, расположенные в два ряда. Их задача ограничивается только крепким захватом и удержанием добычи. Для жевания они не приспособлены, поэтому угорь глотает свою пищу целиком.

Все эти особенности внешности очень хорошо видны на фото электрического угря.

Маскировочный окрас и способы плавания

Electrophorus electricus имеет типичный маскировочный окрас тела: взрослые особи оливково – коричневые с бурым оттенком, лишь голова снизу и в области жаберных крышек оранжевого оттенка. Анальный плавник окрашен так же, как и всё туловище, лишь его край может иметь беловатую окантовку. Молодые рыбы окрашены немного светлее с охристым отливом.

Главным движителем этой удивительной рыбы является необычайно длинный покрытый мягкой кожей анальный плавник. Расположенный вдоль всего брюха, он немного напоминает киль корабля. Ему помогают короткие грудные плавники.

Совершая волнообразные движения анальным плавником и стабилизируя положение туловища грудными, он может плыть прямо или чуть дугообразно. Для наблюдателя это выглядит невероятно красиво. При необходимости электрический угорь ловко и быстро меняет направление своего пути, не разворачиваясь всем корпусом. Он просто начинает плыть назад хвостом благодаря изменению направления волнообразного колебания своего анального плавника.

Генерирование электрических разрядов

Генерация электрических разрядов очень высокого напряжения – это главная уникальная способность электрических угрей, которая многие годы служит предметом исследований учёных. Удалось выяснить, что электрический орган – это парные тела продолговатой формы, находящиеся сразу под толстой кожей и занимающие 80% от длины всего туловища. Они пролегают вдоль всего позвоночника, их две пары. Как пишет Брем в книге «Жизнь животных», по консистенции эти образования студенистые в виде мягкой просвечивающей массы красновато – жёлтого цвета. Их вес составляет 30 процентов от общего веса рыбы.

Любопытное свойство слизи, обильно покрывающей кожу угря: её электропроводность почти в 30 раз выше, чем у чистой воды (из книги Брема «Жизнь животных»).

По сути электрический орган, имеющийся у Electrophorus electricus, является оригинальной живой батарейкой, у которой «минус» соответствует задней части туловища, а «плюс» — передней. Сгенерированный такой огромной батарейкой электрический разряд, может иметь напряжение до 600 вольт и выше (у очень крупных особей), обычно — примерно 350 вольт. Поэтому учёные относят угря к сильноэлектрическим рыбам, и в этом списке он занимает 1-е место.

На основе конструкции энергогенерирующих тел Electrophorus electricus химиками и инженерами (Мичиганский университет, США) создана биосовместимая батарея, обладающая достаточной гибкостью для успешной имплантации в живые организмы в качестве источника питания моторизированных имплантов. Предлагаемые до сих пор батареи не являлись биосовместимыми.

Создаваемые разряды используются для нескольких целей: защиты, охоты, ориентации в пространстве и оповещения особей своего вида о своём присутствии. Каждая цель достигается при помощи разрядов различной величины – либо слабых, либо сильных.

Питание и защита от врагов

Электрические угри являются хищниками, у которых почти нет врагов в естественном окружении. Молодь поедает беспозвоночных. Взрослые особи съедят любое живое существо, которое смогут обнаружить и ухватить. Все водные обитатели предпочитают не приближаться к ним. Угри являются угрозой не только для рыб, которые служат основой их рациона, но и для ящериц, черепах, лягушек и даже мелких млекопитающих.

Серьёзную опасность для самих угрей представляют лишь кайманы. С молодыми и неопытными кайманами они справляются при помощи хорошего электрического разряда, получив который пресмыкающееся отступает. Но взрослый крупный чёрный кайман иногда может поймать и съесть электрическую рыбу, оставаясь устойчивым к полученному разряду.

В условиях мутной и грязной воды, где живут угри, зрение не является важным инструментом для получения информации о том, что находится вокруг, и для поиска пищи тоже. Поэтому оно у них плохо развито, а по мере взросления, как предполагают учёные, становится хуже.

Охота с использованием дистанционного элеткрошока

Электрический угорь применяет уникальную охотничью стратегию, используя свои электрические разряды, которые бывают трёх типов:

• Низковольтные импульсы (для ориентации рыбы в окружающем пространстве мутной воды).
• Серия двух-трёх коротких по продолжительности (доли миллисекунд) высоковольтных импульсов.
• Продолжительная по времени последовательность высоковольтных разрядов.

Эти выводы были сделаны зоологом Кеннетом Катания (США, Университет Вандербильта) на основе лабораторных наблюдений за электрическими угрями, содержавшимися в аквариуме со специальным оборудованием.

Охотничья стратегия

Угри охотятся по ночам, и охотничья стратегия состоит их двух этапов:

• Чтобы обнаружить затаившуюся добычу они запускают во все стороны короткую серию двух-трёх импульсов высокого напряжения. Мышцы рыбы, получившей такой разряд, начинают сокращаться, и она дёргается, вызывая движением своего тела колебания воды. Этого для угря достаточно, он сразу понимает, в каком направлении находится добыча и плывёт туда.
• При непосредственном нападении на обнаруженную жертву электрический угорь посылает в её сторону многовольтный разряд (350 и до 600 вольт) на высокой частоте, который обездвиживает её. Пока добыча парализована и не прошёл электрошок угорь её быстро хватает и проглатывает целиком.

Для обездвиживания обнаруженной при помощи коротких разрядов высокого напряжения добычи угри применяют дистанционный электрошок, посылая около 400 высоковольтных импульсов в секунду. По сути они контролируют мышцы своих жертв, приказывая им начать двигаться или остановиться.

Угорь электрический (лат. Electrophorus electricus) принадлежит к отряду Гимнотообразных (Gymnotiformes). Он не приходится родственником обыкновенных угрей и является самой опасной из всех рыб, которые способны вырабатывать электричество.

Его высоковольтный разряд может вызвать у человека шок. Взрослая особь выдает ток напряжением до 800 В. Отрицательный заряд находится в ее хвосте. Напряжение произведенного тока прямо пропорционально ее длине.

Один угорь может вырабатывать столько электроэнергии, что хватит на освещение дома. Электрические органы представляют собой 10 тысяч тонких пластинок. Они образовались из претерпевших изменения мышц брюшной полости. Большая часть веса приходится на эти органы.

Поведение

Электрический угорь относится к числу самых крупных рыб, обитающих на территории Южной Америки. Он предпочитает пресные и теплые водоемы с небольшим течением. Часто его можно наблюдать на Амазонке или Ориноко. Он может поселиться в речных долинах, затопленных водой и в заболоченных низинах тропических лесов.

Проживая в заиленных водоемах с малым количеством кислорода в воде, рыба вынуждена регулярно подниматься на поверхность, чтобы немного подышать. Способность дышать кислородом помогает ей в течение нескольких часов пребывать на суше при условии, что ее тело и ротовая полость будут влажными.

Угорь ведет уединенный образ жизни. Основную часть своего времени он проводит на дне реки или озера, спрятавшись среди водорослей и коряг. Периодически поднимается наверх, чтобы пополнить запасы свежего воздуха. У него отсутствуют легкие. Ротовая полость обильно покрыта специальными сосудами, которые способны поглощать кислород.

Рыба вынуждена каждые 10 минут подниматься на поверхность за порцией кислорода. Зрение она имеет очень плохое и совсем не использует его для ориентации. Анальный плавник тянется от брюха до хвоста. С его помощью она может плавать как вперед, так и назад.

Спрятавшись среди растений, угорь периодически сканирует электричеством окружающее его пространство.

Таким образом он может найти даже неподвижную жертву. Его кожа обильно снабжена рецепторами, которые могут уловить незначительные импульсы электрического тока, создаваемого другими животными.

Затаившись в засаде, охотник поджидает свою добычу, а потом парализует ее разрядом. Имея слабые зубы, он полностью заглатывает свою жертву.

Между собой угри общаются слабыми разрядами. Доминирующий самец производит громкие и частые сигналы, а самки применяют короткие и более длинные.

Размножение

Биологами не обнаружено признаков отличия полов у электрических угрей. Иногда взрослые особи на некоторое время покидают постоянные места проживания. Никто не смог наблюдать место нереста представителей этого вида, и по сей день эта информация остается неизвестной. Предполагают, что они при помощи электрических разрядов распознают пол партнера и его половую зрелость.

Очевидно угри мечут икру, хотя этого никто еще не обнаружил. Через небольшой промежуток времени взрослые особи возвращаются обратно в окружении молодого потомства.

Длина молоди достигает 10 см. Они окрашены в светло-коричневый свет с мраморным рисунком. На первых порах молодые угри находятся под покровительством старших товарищей, хотя сами уже очень агрессивные и не любят нахождения поблизости никаких других рыб.

Описание

Длина взрослых особей достигает 2,5 м, а вес 45 кг. Тупоконечная голова широкая и большая. Ноздри расположены над верхней губой. Маленькие глаза изумрудно зеленого цвета находятся в верхней части головы.

Длинное довольно крупное тело имеет змеевидную форму. На нем отсутствует чешуя и по всему нему разбросаны электрические рецепторы в виде небольших отверстий. Анальный плавник тянется от брюха до хвоста. Электрический орган расположен по обе стороны хвоста. Верхняя часть тела окрашена в оливковый цвет, а брюшко в более светлые тона.

Продолжительность жизни электрического угря в природных условиях неизвестна. В неволе некоторые особи доживают до 18-20 лет.