لا يوجد من الناحية الفنية لا شيء مثل ثعبان كهربائي

2024 مؤلف: Sherilyn Boyd | [email protected]. آخر تعديل: 2023-12-16 09:38

الأسطورة: توجد "ثعابين" كهربائية.

Electrophorus electricus

على الرغم من وجود عدد من الأسماك التي تنتج شحنة كهربائية ، فإن الأنواع التي تسمى "ثعبان البحر الكهربائي" E. كهربائي، هو عضو في طلب الأسماك ، ostariophysian.

مخطئ لثعبان البحر بسبب شكله ونقصه في زعانف الحوض والذيلية والظهرية ، E. كهربائي له جسم أسطواني طويل (يصل إلى 8 أقدام) مع رأس مسطح. تم العثور على أعضائه الحيوية في الجزء الأمامي الخامس من جسمه (بالقرب من الرأس) ، في حين أن بقية جسمه الطويل يحتوي على ثلاثة أعضاء كهربائية ، مليئة مع ما يقرب من 6000 خلية كهربية متخصصة ، كما يوحي الاسم ، تنتج وتخزن وتصريف. كهرباء.

تبدأ الأجهزة الكهربائية بالتطور في عمر الأسماك. يبدأ الساكس ، الذي ينتج شحنة كهربائية ضعيفة ويستخدم في تحديد الموقع بالصدى ، في التطور بسرعة بعد الولادة. أما العضوان الآخران اللذان يعرفان باسم الرئيسي وصياد هنتر ، فينتجان الفولتية الأعلى من حوالي 600 فولت وحوالي 1 أمبير ، أي حوالي 600 واط لمدة 2 مللي ثانية تقريبًا.

على الرغم من أن السمك يحتوي على خياشيم ، فإنه يأخذ معظم الأكسجين من خلال "فمه الوعائي الشديد" ، وبالتالي ، غالبًا ما يأتي إلى سطح الماء للتنفس.

السمك مغطى أيضاً بجلد سميك ، رمادي إلى بني / أسود. من المفترض أن هذه الطبقة القاسية تحميها من التيار الكهربائي الخاص بها.

ولإعادة التكاثر ، ترسب الأنثى من هذا النوع ما يصل إلى 17000 بيضة في عش البقدان الذي يصنعه الذكر خلال موسم الجفاف ، ويخزن في المتوسط 1200 من تلك البيوض. في الأسر ، ترقى الأسماك الكهربائية الذكور إلى 15 عامًا وتصل الإناث إلى 22 عامًا.

E. كهربائي موطن

الأسماك الكهربائية هي الأم في أمريكا الجنوبية ، ولا سيما الأنهار Orinoco و Guyanas ، فضلا عن أجزاء كبيرة من حوض نهر الأمازون. تعيش على قيعان الأنهار والمستنقعات ، وتزدهر في مياه الأكسجين المنخفضة نسبياً بسبب نزوعها إلى التنفس الفموي.

لماذا الكهرباء؟

E. كهربائي يستخدم أجهزته الكهربائية للتوجيه والصيد والدفاع.

اتجاه

أثناء السباحة من خلال موطنها الغامق في الليل (وهو حيوان ليلي) ، تقوم الأسماك الكهربائية بإطعام نفسها من خلال إصدار تفريغ كهربائي ضعيف بشكل دوري:

يمكن استخدام هذا الجهد المنخفض "لرؤية" الأشياء المحيطة. الأجسام ذات الموصلية المختلفة سوف تشوه الحقل الكهربائي الذي ينتجه ثعبان السمك ، مما يجعل ثعبان البحر مدركا لوجود الجسم.

الصيد

بعد تحديد موقع فريسته مع نبضات كهربائية ضعيفة ، E. كهربائيات يرفع الأمر درجة:

مرة واحدة يتم العثور على فريسة ثعبان البحر الكهربائية سوف تستخدم تيار كهربائي أكبر بكثير لصعق الأسماك.

بلا أسنان ، الأسماك الكهربائية تأكل فرائسها عن طريق "فتح أفواههم" لإنشاء شفط "، وابتلاع وجبة كاملة.

دفاع

وبإمكانها إنتاج فولطية تصل إلى 650 فولت وحوالي 1 أمبير ، تنبعث السمكة الكهربائية صدمة قوية قصيرة (2 مللي ثانية أو أقل) عند مهاجمتها من قبل حيوان مفترس. على الرغم من أن الخبراء يقولون أن الصدمة نادرا ما تكون قاتلة في حد ذاتها ، إلا أنها يمكن أن تقتل بعض الحيوانات.

كيف تنتج الكهرباء؟

إي كهربائي يتحكم الجهاز العصبي في إنتاج الكهرباء:

تحمل كل خلية ذرات electroscic [electrocyte] شحنة سالبة أقل بقليل من 100 ميلي فولت على سطحها الخارجي مقارنة بداخلها. عندما تصل إشارة الأمر [من "نواة الأمر" في الجهاز العصبي] ، تطلق المحطة العصبية نفخة دقيقة من الأسيتيل كولين ، وهو ناقل عصبي.

هذه يتم إفراز أستيل كولين:

من خلال الأعصاب على جانب واحد من الخلية ، مما تسبب في فتح قنوات الأيون على هذا الجانب. أيونات الصوديوم قادرة على دخول الخلية بسرعة عبر هذه القنوات… [w] الذي يوازن التوازن للخلية. لإعادة إنشاء [أي] أيونات البوتاسيوم مغادرة الخلية على الجانب الآخر….

النتيجه هي:

مسار عابر ذو مقاومة كهربائية منخفضة يربط داخل وخارج الخلية. وبالتالي ، فإن كل خلية تتصرف مثل البطارية مع الجانب المنشط يحمل شحنة سالبة والجانب الآخر واحد إيجابي. لأن الخلايا موجهة داخل الجهاز الكهربائي مثل سلسلة من البطاريات تتكدس في مصباح يدوي ، التيار… set [s] ff fal a avalanche of activation which running course in two two milliseconds… [a [و] يفسد تيار قصير الأجل يتدفق على طول جسم ثعبان السمك.

هل يمكن تسخير طاقتها؟

لطالما أعجب العلماء بقدرة توليد الكهرباء E. كهربائي، والأبحاث الحديثة تؤدي إلى استخدامات قد تفيد الناس.

تننباوم

منذ عام 2009 ، قام علماء في حوض الأحياء المائية بلانيت بلانيت في ساندي ، يوتا بتسخير قوة أسماكهم الكهربائية المقيمة لتشغيل الأضواء على شجرة عيد الميلاد في حوض السمك.

بشكل أساسي ، يتم إرفاق قطبين كهربائيين من الصلب غير القابل للصدأ إلى خزان Sparky (السمك الكهربائي) ، وفي كل مرة يرسل Sparky نبضًا ، وهو جزء من "نشاطه الطبيعي الطبيعي" ، تنتقل تيارات الكهرباء عبر الأقطاب إلى أجهزة للتركم التي تجعل أضواء على شجرة الشجرة. يحب مدير التسويق في Living Planet العرض نظرًا لأنه "يساعد في إعطاء فكرة مرئية عما يفعله الحيوان فعلاً بشكل يومي".

البيولوجية الالكترونية

تتطلب بعض الغرسات والأجهزة الطبية بطاريات لتشغيل وظائفها المعقدة. في السنوات الأخيرة ، كان العلماء يبحثون عن طرق لإنشاء "بطاريات حيوية" ، والتي "ستكون مثل أي خلية أخرى في جسمك" ، باستثناء أنها تنتج الكهرباء أيضًا.

بعض الباحثين تم التحقيق فيما إذا كان إي كهربائي قد يجعل الكهربة مخططًا جيدًا ، وهي:

تصميم خلية اصطناعية يمكن أن تكرر إنتاج الطاقة الكهربائية بالكهرباء…. [T [هم] ound أن خلية اصطناعية يمكن فعلا خارج أداء الخلية الطبيعية.

أحد العقبات التي تحول دون إنتاج بطارية حيوية قابلة للحياة هو العثور على مصدر طاقة آمن للإنسان ، على الرغم من أن "البكتريا الباردة تستخدم لإعادة تدوير ATP - المسؤولة عن نقل الطاقة داخل الخلية - باستخدام الجلوكوز".

ويبقى الباحثون متفائلين ، خاصة وأن البطارية الحيوية لها العديد من المزايا منها: "إذا ما انكسرت ، فلا توجد سموم تطلق في نظامك".