水中的"高压线"—电鳗

时间:2013-10-15 13:23:08  来源:转自百度百科  作者:  点击:

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    电鳗,电鳗科的鳗形南美鱼类,学名为Electrophoruselectricus。能产生足以将人击昏的电流,是鱼类中放电能力最强的淡水鱼类,输出的电压300~800伏,因此电鳗有水中的"高压线"之称。它不是真正的鳗类,而与鲤形目的脂鲤类近缘。电鳗入选美国《国家地理》杂志网站盘点的“地球上最令人恐惧的淡水动物”之一。世界上已知的发电鱼类达数十种,其他会放电的鱼类还有电鲶、电鳐等。

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1、外形特征
    行动迟缓,栖息於缓流的淡水水体中,并不时上浮水面,吞入空气,进行呼吸。体长,圆柱形,无鳞,灰褐色,长可达2.75公尺(9尺),重可达20千克(49磅)。背鳍、尾鳍退化,但占体全长近4/5的尾,其下缘有一长形臀鳍,依靠臀鳍的拨动而游动。尾部具发电器,来源于肌肉组织,并受脊神经支配。能随意发出电压高达650伏特的电压。体表光滑无鳞,背部黑色,腹部橙黄色,没有背鳍和腹鳍,臀鳍特别长,是主要的游泳器官。有两对形状为长梭形的发电器,位于尾部脊髓两侧。
    电鳗尾部两侧的肌肉,是由有规则地排列着的6000—10000枚肌肉薄片组成,薄片之间有结缔组织相隔,并有许多神经直通中枢神经系统。每枚肌肉薄片像一个小电池,只能产生150毫伏的电压,但近万个“小电池”串联起来,就可以产生很高的电压。
2、放电特性
    放电的能力
    电鳗发电是一种捕食和打击敌害的手段,有时是一种生理需要。电鳗能随意放电,自己掌握放电时间和强度,发电器最主要的枢纽,是器官的神经部分。世界上有好多种电鳗,其发电能力各不相同。非洲电鳗一次发电的电压在200伏左右,中等大小的电鳗一次发电的电压在70~80伏,像较小的南美电鳗一次只能发出37伏电压。

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    电鳗输出的电压有300伏,平均电压为350多伏,美洲电鳗的最大电压达800伏,足以击死一头牛。放电时产生的电流是极微弱的,一般不到一安培;有时观察到的电压为500伏,电流为2安培,即功率为1000瓦的短时放电。虽然发出的是直流电,但放电频率每秒可达300个脉冲。
    放电的损伤力
   放电的损伤力取决于鳗鱼的大小和机体的状况。当电鳗长不到1米时,电压随着电鳗的成长而增加。当长到1米后,只增加电流的强度。电鳗每秒钟能放电50次,但连续放电后,电流逐渐减弱,10—15秒钟后完全消失,休息一会后又能重新恢复放电能力。在水中3—6米范围内,常有人触及电鳗放出的电而被击昏,甚至因此跌入水中而被淹死。电鳗可以放出50安培的电流,有海中“活电站”之称,也被人们称为活电池、电鱼等。
    依靠电来感知周围环境
    电鳗尾部发出的电流,流向头部的感受器,因此在它身体周围形成一个弱电场。电鳗中枢神经系统中有专门的细胞来监视电感受器的活动,并能根据监视分析的结果指挥电鳗的行为,决定采取捕食行为或避让行为或其它行为。有人曾经做过这样一个实验:在水池中放置两根垂直的导线,放入电鳗,并将水池放在黑暗的环境里,结果发现电鳗总在导线中间穿梭,一点儿也不会碰导线;当导线通电后,电鳗迅速往后跑。这说明电鳗是靠“电感”来判断周围环境的。 字串3
    放电原理
    电鳗体内有一些细胞就像小型的叠层电池,当它被神经信号所激励时,能陡然使离子流通过它的细胞膜。电鳗体内从头到尾都有这样的细胞,就像许多叠在一起的叠层电池。当产生电流时,所有这些电池(每个电池电压约15伏)都串联起来,这样在电鳗的头和尾之间就产生了很高的电压。许多这样的电池组又并联起来,这样就能在体外产生足够大的电流。用这些电流足以将它的猎物或天敌击晕或击毙。淡水里的电鱼需要更多的电池串联在一起,因为淡水的电阻较大,产生同样的电流需要更高的的电压。
    电鳗自身不被电的原因
    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,放电时就会像两条裸露的电线一样发生短路的现象。
    给人的启示 字串1
    电鳗的放电特性启发人们发明和创造了能贮存电的电池。人们日常生活中所用的干电池,在正负极间的糊状填充物,就是受电鳗发电器里的胶状物启发而改进的。
    早在古希腊和罗马时代,医生们常常把病人放到电鳗身上,或者让病人去碰一下正在池中放电的电鳗,利用电鳗放电来治疗风湿症和癫狂症等病。现代的法国和意大利沿海,还可能看到一些患有风湿病的老年人在退潮后的海滩上寻找电鳗。
南美洲土著居民利用电鳗连续不断地放电后,需要经过一段时间休息和补充丰富的食物后,才能恢复原有的放电强度的特点,先将一群牛马赶下河去,使电鳗被激怒而不断放电,待电鳗放完电精疲力尽时,直接捕捉。
3、分布范围
    全世界的电鳗主要生长于热带及温带地区水域,除了欧洲电鳗及美洲电鳗分布在大西洋外,其余均分布在印度洋及太平洋区域,南美洲亚马孙河和圭亚那河、奥里诺科河流域也有分布。
4、生活环境
    电鳗原产于海中,是一种降河性洄游鱼类,溯河到淡水内长大,电鳗在江河湖泊中生长、发育,往往昼伏夜出,喜欢流水、弱光、穴居,具有很强的溯水能力,潜逃能力很强。 字串9
5、生活习性
    电鳗常在夜间捕食,食物中有小鱼、蟹、虾、甲壳动物和水生昆虫,也食动物腐败尸体,更有部分个体的食物中发现有高等植物碎屑。电鳗捕食的时候,首先悄悄地游近鱼群,然后可连续放出电流,受到电击的鱼马上晕厥过去,身体僵直,于是电鳗乘机吞食它们。电鳗的摄食强度及生长速度随水温升高而增强,一般以春、夏两季为最高。
6、生长繁殖
    雄电鳗通常就在江河口成长;而雌电鳗则逆水上溯进入江河的干、支流和与江河相通的湖泊,有的甚至跋涉几千公里到达江河的上游。每年春季,大批幼电鳗成群自大海进入江河口。到达性成熟年龄的个体,在秋末(8-9月间)又大批降河,游至江河口与雄电鳗会合后,继续游至海洋中进行繁殖。电鳗的性腺在淡水中不能很好地发育,更不能在淡水中繁殖,因此电鳗在淡水中长大后回到海中产卵,雌电鳗的性腺发育是在降河洄游入海之后才得以完成。
    电鳗产卵场在北纬30度以南和中国台湾的东南附近,水深400-500米,水温16-17℃,含盐量30‰以上的海水中,1次性产卵,1尾雌电鳗1次可产卵700-1000万粒。卵小,直径1毫米左右,浮性,10天内可孵化。孵化后仔鱼逐渐上升到水表层,以后被海流漂向中国、朝鲜、日本沿岸,此时仔鱼约为1龄,冬春在近岸处变为白苗,并随着色素的增加而变为黑苗。开始溯河时为白苗,到溯河后期则以黑苗为主,混杂少量白苗。

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7、食疗价值
    电鳗肉味鲜美,富有营养。含多种营养成分,具有补虚养血、祛湿、抗痨等功效,是久病、虚弱、贫血、肺结核等病人的良好营养品。具有良好的强精壮肾的功效,是年轻夫妇、中老年人的保健食品。 字串8


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