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電鰻
electric eel

活體發電機-電鰻
圖片來自pixnet

科學分類

界:  動物界 Animalia

門:  脊索動物門 Chordata

綱:  輻鰭魚綱 Actinopteri

目:  電鰻目 Gymnotiformes

屬:  電鰻屬 Electrophorus

種:  電鰻 E. electricus

電鰻學名Electrophorus electricus)屬於裸背電鰻科的鰻形南美魚類,是一種以能短暫強力放而聞名的淡水魚類。體型粗圓而長,最大可長達250公分左右,棲息在南美洲亞馬遜河奧里諾科河流域,生性晝伏夜出,以捕食小魚為主。電鰻入選美國《國家地理》雜誌網站盤點的「地球上最令人恐懼的淡水動物」之一。世界上已知的發電魚類達數十種,其他會放電的魚類還有電鲶電鰩[1]

電鰻雖名為「」,但並不是的一種,在生物分類上電鰻和鯰魚更為接近,皆置於骨鰾總目之下。儘管如此,電鰻不能叫作電鯰,因為電鯰已是存在於非洲的魚類名稱。

目錄

放電特性

電鰻的放電能力來自於牠特化的肌肉組織所構成的放電體。肌肉組織幾乎都能放電,佔其身長的80%以上,有數以千計的放電體。電鰻的頭部是正極,尾部是負極,每個放電體約可製造0.15伏特電壓,而當數千個放電體一起全力放電時的電壓便高達600~800伏特[2],但這種高電壓只能維持非常短暫的時間,而且放電能力會隨著疲勞或衰老的程度而減退。電鰻能自由控制要放出什麼程度的電力,一般認為電鰻放出低電力的目的是在警告、試探或偵測。 電鰻之所以能不被自己或同類電到,那是因為電鰻體內的脂肪組織有很好的絕緣作用,而且電鰻本身已很適應微弱的帶電環境。

放電原理

電鰻體內有一些細胞就像小型的疊層電池,當它被神經信號所激勵時,能陡然使離子流通過它的細胞膜。電鰻體內從頭到尾都有這樣的細胞,就像許多疊在一起的疊層電池。當產生電流時,所有這些電池(每個電池電壓約0.15伏)都串聯起來,這樣在電鰻的頭和尾之間就產生了很高的電壓。許多這樣的電池組又並聯起來,這樣就能在體外產生足夠大的電流。用這些電流足以將它的獵物或天敵擊暈或擊斃。淡水裡的電魚需要更多的電池串聯在一起,因為淡水的電阻較大,產生同樣的電流需要更高的的電壓。

放電能力

電鰻能隨意放電,自己掌握放電時間和強度,發電器最主要的樞紐是器官的神經部分。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,這麼強的電壓足以擊死一頭牛。電鰻放電時產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。雖然發出的是直流電,但放電頻率每秒可達300個脈衝

放電的損傷力

放電的損傷力取決於鰻魚的大小和機體的狀況。當電鰻長不到1米時,電壓隨着電鰻的成長而增加。當長到1米後,只增加電流的強度。電鰻每秒鐘能放電50次,但連續放電後,電流逐漸減弱,10~15秒鐘後完全消失,休息一會後又能重新恢復放電能力。在水中3~6米範圍內,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。

依靠電來感知周圍環境

電鰻尾部發出的電流,流向頭部的感受器,因此在它身體周圍形成一個弱電場。電鰻中樞神經系統中有專門的細胞來監視電感受器的活動,並能根據監視分析的結果指揮電鰻的行為,決定採取捕食行為或避讓行為或其它行為。有人曾經做過這樣一個實驗:在水池中放置兩根垂直的導線,放入電鰻,並將水池放在黑暗的環境裡,結果發現電鰻總在導線中間穿梭,一點兒也不會碰導線;當導線通電後,電鰻迅速往後跑。這說明電鰻是靠「電感」來判斷周圍環境的。

電鰻自身不被電的原因

電鰻的放電器官在身體的兩側,而且它大部分的身體或重要的器官都由絕緣性很高的構造包住,在水中就像是一個大電池。電流由電阻最小的通路經過,所以在水中放電時,電流會經由水(電阻比電鰻身體小)傳遞,電鰻並不會電到自已。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生短路的現象。

最新進展

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」,使躲藏着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,電鰻比人類更早發明泰瑟槍(發射帶電鏢箭使人暫時不能動彈的武器)。」

外形特徵

電鰻行動遲緩,棲息於緩流的淡水水體中,並不時上浮水面,吞入空氣,進行呼吸。體長可達2.5公尺,體重可達20千克,整體圓柱形,體表光滑無鱗,背部黑色,腹部橙黃色。背鰭尾鰭退化,但占體全長近4/5的尾,其下緣有一長形臀鰭,依靠臀鰭的撥動而遊動。尾部具發電器,來源於肌肉組織,並受脊神經支配。 體有兩對形狀為長梭形的發電器,位於尾部脊髓兩側。

特別要說明的是,上文中提到的電鰻尾部兩側的肌肉,是由有規則地排列着的6000~10000枚肌肉薄片組成,薄片之間有結締組織相隔,並有許多神經直通中樞神經系統。每枚肌肉薄片像一個小電池,只能產生150毫伏的電壓,但近萬個「小電池」串聯起來,就可以產生很高的電壓。

分布範圍

全世界的電鰻主要生長於熱帶及溫帶地區水域,除了歐洲電鰻及美洲電鰻分布在大西洋外,其餘均分布在印度洋太平洋區域,南美洲亞馬孫河圭亞那河奧里諾科河流域也有分布。

生活環境

電鰻是一種降河性洄游魚類,溯河到淡水內長大,電鰻在江河湖泊中生長、發育,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。

電鰻的生存環境極其粗放,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麼用了,很早就退化了,必須依靠微弱的電流探知周圍環境,所以電鰻的電路其實是長時開放的;第二就是這麼髒的水裡肯定也長不出什麼好看的顏色,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。

捕食特點

電鰻常在夜間捕食,食物中有小甲殼動物水生昆蟲,也食動物腐敗屍體,更有部分個體的食物中發現有高等植物碎屑。電鰻捕食的時候,首先悄悄地游近魚群,然後可連續放出電流,受到電擊的魚馬上暈厥過去,身體僵直,於是,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。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,這給漁業生產帶來危害。

南美洲土著居民利用電鰻連續不斷地放電後,需要經過一段時間休息和補充豐富的食物後,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。

天敵

罕見!能釋放800伏電壓的電鰻,幾秒之內將鱷魚電死- YouTube

電鰻除了人類幾乎沒有任何天敵。電鰻能產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。據網友拍攝的一段視頻顯示,一條鱷魚觀察着旁邊的電鰻,猛地將其一把咬住,不料被電流擊得渾身顫抖。不一會兒便被電死了。

飼養方法

人工飼養中電鰻對水體更沒什麼要求,微酸至中性水質,15℃以上的水溫——這個溫度甚至冬天家裡有暖氣的話連加熱棒都不用放——然後過濾系統儘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。並且由於它沒有牙齒,不能牢固咬住獵物,所以每電擊必至對方於死地,投餵時務必小心,不要自己把手放進水裡。

經濟利用

電鰻除利用在科學研究外,也可做為食用魚及觀賞魚。

相關生物

視頻

電鰻水上水下都發威- YouTube
最強電鰻!放電能力創紀錄亞馬遜發現新放電物種

參考文獻

  1. 會發電的魚,行政院農業委員會水產試驗所
  2. 物種百科:電鰻,360Doc,2018-09-07

外部連結