電鰻,裸背電鰻科的鰻形南美魚類,拉丁學名為Electrophoruselectricus。能產(chǎn)生足以將人擊昏的電流,是放電能力最強的淡水魚類,輸出的電壓可達300~800伏,因此電鰻有水中的"高壓線"之稱。[1]它不是真正的鰻類,而與鯰形目的種類近緣。電鰻入選美國《國家地理》雜志網(wǎng)站盤點的“地球上最令人恐懼的淡水動物”之一。世界上已知的發(fā)電魚類達數(shù)十種,其他會放電的魚類還有電鯰、電鰩等。[1]
電鰻(Electrophoruselectricus)分布于南美洲亞馬遜流域的圭亞那地區(qū),多在淺水的池沼或水體較混濁的岸邊活動,體型很大,是原產(chǎn)地著名的食用魚。其高超的放電本領(lǐng)使其成為十分出名的魚類,可作為水族館中的展示魚或觀賞魚。
電鰻尾部兩側(cè)的肌肉,是由有規(guī)則地排列著的6000~10000枚肌肉薄片組成,薄片之間有結(jié)締組織相隔,并有許多神經(jīng)直通中樞神經(jīng)系統(tǒng)。每枚肌肉薄片像一個小電池,只能產(chǎn)生150毫伏的電壓,但近萬個“小電池”串聯(lián)起來,就可以產(chǎn)生很高的電壓。
放電的能力
電鰻發(fā)電是一種捕食和打擊敵害的手段,有時是一種生理需要。電鰻能隨意放電,自己掌握放電時間和強度,發(fā)電器最主要的樞紐是器官的神經(jīng)部分。電鰻是魚類中放電能力最強的淡水魚類,輸出的電壓達300~800伏,因此電鰻有水中“高壓線”之稱。電鰻的發(fā)電器的基本構(gòu)造與電鰩相類似,也是由許多電板組成的。它的發(fā)電器分布在身體兩側(cè)的肌肉內(nèi),身體的尾端為正極,頭部為負極,電流是從尾部流向頭部。當電鰻的頭和尾觸及敵體,或受到刺激影響時即可發(fā)生強大的電流。電鰻的放電主要是出于生存的需要。因為電鰻要捕獲其他魚類和水生生物,放電就是獲取獵物的一種手段。它所釋放的電量,能夠輕而易舉地把比它小的動物擊死,有時還會擊斃比它大的動物,如正在河里涉水的馬和游泳的牛也會被電鰻擊昏。[2]
電鰻放電時的平均電壓為350多伏,但也有過650伏的放電記錄。美洲電鰻的最大電壓竟達800多伏,這么強的電壓足以擊死一頭牛。電鰻放電時產(chǎn)生的電流是極微弱的,一般不到1安培;有時觀察到的電壓為500伏,電流為2安培,即功率為1000瓦的短時放電。雖然發(fā)出的是直流電,但放電頻率每秒可達300個脈沖。[3]
放電的損傷力
放電的損傷力取決于鰻魚的大小和機體的狀況。當電鰻長不到1米時,電壓隨著電鰻的成長而增加。當長到1米后,只增加電流的強度。電鰻每秒鐘能放電50次,但連續(xù)放電后,電流逐漸減弱,10~15秒鐘后完全消失,休息一會后又能重新恢復放電能力。在水中3~6米范圍內(nèi),常有人觸及電鰻放出的電而被擊昏,甚至因此跌入水中而被淹死。[2]
依靠電來感知周圍環(huán)境
電鰻尾部發(fā)出的電流,流向頭部的感受器,因此在它身體周圍形成一個弱電場。電鰻中樞神經(jīng)系統(tǒng)中有專門的細胞來監(jiān)視電感受器的活動,并能根據(jù)監(jiān)視分析的結(jié)果指揮電鰻的行為,決定采取捕食行為或避讓行為或其它行為。有人曾經(jīng)做過這樣一個實驗:在水池中放置兩根垂直的導線,放入電鰻,并將水池放在黑暗的環(huán)境里,結(jié)果發(fā)現(xiàn)電鰻總在導線中間穿梭,一點兒也不會碰導線;當導線通電后,電鰻迅速往后跑。這說明電鰻是靠“電感”來判斷周圍環(huán)境的。[2]放電原理
電鰻體內(nèi)有一些細胞就像小型的疊層電池,當它被神經(jīng)信號所激勵時,能陡然使離子流通過它的細胞膜。電鰻體內(nèi)從頭到尾都有這樣的細胞,就像許多疊在一起的疊層電池。當產(chǎn)生電流時,所有這些電池(每個電池電壓約0.15伏)都串聯(lián)起來,這樣在電鰻的頭和尾之間就產(chǎn)生了很高的電壓。許多這樣的電池組又并聯(lián)起來,這樣就能在體外產(chǎn)生足夠大的電流。用這些電流足以將它的獵物或天敵擊暈或擊斃。淡水里的電魚需要更多的電池串聯(lián)在一起,因為淡水的電阻較大,產(chǎn)生同樣的電流需要更高的的電壓。
電鰻自身不被電的原因
電鰻的放電器官在身體的兩側(cè),而且它大部分的身體或重要的器官都由絕緣性很高的構(gòu)造包住,在水中就像是一個大電池。電流由電阻最小的通路經(jīng)過,所以在水中放電時,電流會經(jīng)由水(電阻比電鰻身體小)傳遞,電鰻并不會電到自已。但如果電鰻被抓到空氣中,因空氣的電阻比它身體的電阻更大,放電的話就會電到自已了。另外,如果電鰻受傷使兩側(cè)的絕緣體同時破損的話,放電時就會像兩條裸露的電線一樣發(fā)生短路的現(xiàn)象。[4]
捕食特點
電鰻捕食的時候,首先悄悄地游近魚群,然后可連續(xù)放出電流,受到電擊的魚馬上暈厥過去,身體僵直,于是,電鰻乘機吞食它們。電鰻放電,有時也不一定是為了捕食,也可能是一種生理需要。被電鰻電死的魚,往往超過它們食用所需要的量,這給漁業(yè)生產(chǎn)帶來危害。[3]南美洲土著居民利用電鰻連續(xù)不斷地放電后,需要經(jīng)過一段時間休息和補充豐富的食物后,才能恢復原有的放電強度的特點,先將一群牛馬趕下河去,使電鰻被激怒而不斷放電,待電鰻放完電精疲力盡時,直接捕捉。
全世界的電鰻主要生長于熱帶及溫帶地區(qū)水域,除了歐洲電鰻及美洲電鰻分布在大西洋外,其余均分布在印度洋及太平洋區(qū)域,南美洲亞馬孫河和圭亞那河、奧里諾科河流域也有分布。[4]
電鰻原產(chǎn)于海中,是一種降河性洄游魚類,溯河到淡水內(nèi)長大,電鰻在江河湖泊中生長、發(fā)育,往往晝伏夜出,喜歡流水、弱光、穴居,具有很強的溯水能力,潛逃能力很強。[2]
電鰻常在夜間捕食,食物中有小魚、蟹、蝦、甲殼動物和水生昆蟲,也食動物腐敗尸體,更有部分個體的食物中發(fā)現(xiàn)有高等植物碎屑。電鰻捕食的時候,首先悄悄地游近魚群,然后可連續(xù)放出電流,受到電擊的魚馬上暈厥過去,身體僵直,于是電鰻乘機吞食它們。電鰻的攝食強度及生長速度隨水溫升高而增強,一般以春、夏兩季為最高。[4]
一項最新的研究表明,電鰻可以利用此電流對獵物進行“遠程控制”,使躲藏著的魚類抽搐從而暴露自己的位置。電鰻的電流還會誘導獵物的肌肉不自主地收縮,從而使其癱瘓。美國田納西州范德比爾特大學生物學家肯尼斯·卡塔尼亞表示:“很明顯,電鰻比人類更早發(fā)明泰瑟槍(發(fā)射帶電鏢箭使人暫時不能動彈的武器)。[6]”
電鰻是整個魚類世界中最為人熟知的物種之一,它分布于亞馬遜流域的圭亞那地區(qū),雖然危險卻并不神秘,是當?shù)赜忻膫藙游锖筒妥烂牢丁7]
電鰻沒有背鰭,也沒有腹鰭,只有一對很小的胸鰭,和跨越了整個下身的超長臀鰭,一直連接到尾鰭。電鰻的生存環(huán)境極其粗放,大多為渾濁、緩流的水域,這種地方給它帶來了兩個特點:第一是眼睛基本沒什么用了,很早就退化了,必須依靠微弱的電流探知周圍環(huán)境,所以電鰻的電路其實是長時開放的;第二就是這么臟的水里肯定也長不出什么好看的顏色,所以電鰻的體色十分一般,上體灰黑,下腹桔黃,是很通俗的色彩。[7]
人工飼養(yǎng)中電鰻對水體更沒什么要求,微酸至中性水質(zhì),15℃以上的水溫——這個溫度甚至冬天家里有暖氣的話連加熱棒都不用放——然后過濾系統(tǒng)盡量提供緩動的水流即可。電鰻還會直接呼吸空氣,連水體容氧的問題都不必擔心。它們的肛門雖然就在胸腹部下方,消化道極短,但還是挺能吃的。并且由于它沒有牙齒,不能牢固咬住獵物,所以每電擊必至對方于死地,投喂時務必小心,不要自己把手放進水里。[7]
19世紀初,正在南美考察的德國著名科學家亞歷山大·馮·洪堡請求當?shù)貪O民為自己捕捉一些電鰻供研究用,隨后他記錄下了漁民奇特的戰(zhàn)術(shù):先將幾十匹馬和騾子驅(qū)趕到電鰻出沒...
電鰻所放出的電是有多大多持久,居然能把鱷魚電的死翹翹! ...
電鰻利用特別的發(fā)電器官來電暈它們的獵物,最近一名科學家發(fā)現(xiàn)它們能在黑暗中利用相同的方法確定它們食物的所在地。發(fā)表在自然通訊雜志上的一篇文章闡明了這些夜間活動的獵...