Что такое электрический угорь
Электрический угорь и его удачно развитая ветка в эволюции
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.
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.
Но 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 моллюсков рода наутилус (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.
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.
А 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.
Джейсон Гэллент с коллегами провели секвенсирование генома ряда рыб с электрическими органами, и выяснили, что многие из изученных ими видов не являются родственниками. «Изобретение» природой электрических органов у рыб шло параллельно, но строение батарей очень схоже у всех. Всего ученые насчитали 6 независимых друг от друга эволюционных линий, приведших к появлению электрических органов. Пожалуй, электрический угорь является одним из видов рыб, которые используют этот орган наиболее искусно.
P.S. от своих разрядов как и от разрядов других угрей он защищен. Во-первых, имеются жировые прослойки в жизненно важных местах (вокруг мозга, например). Во-вторых, их кожа — своего рода диэлектрик. Во всяком случае, ученые случайно обнаружили, что угорь с раной на коже подвержен воздействию своих же разрядов.
ученые случайно обнаружили
Ну да,ну да, «случайно».
Отличный,интересный и познавательный пост! Автору респект!
То есть, если чувак где-то поцарапает свою шкуру его ебанёт? А как ему потом охотиться?
Мне всегда казалось что вот эти точки у него по телу похожу на контакты как в аппаратах электрофореза.
Про киловольт и 2 ампера не верится как-то, даже в импульсе.
Надо этим типам вместо колонок светодиодов дать каких-нибудь,
последовательно подключенных, вольт на 100, хотя бы, и посмотреть, что будет.
Ясно,понятно.ЁБНЕТ ТАК ЧТО АХУЕЕЕШЬ!!
Прикрепить аккумулятор к нему и может не есть, начнет учиться, читать, развиваться, царь угрей
может тоже начать постить на пикабу то, что прочитал 3 часа назад.
Так эволюционировать гораздо веселее!
Новая находка ископаемых рыб в Китае
В КНР 26 октября объявлено об обнаружении древнейших останков новопёрых рыб (Neopterygii), к которым относится большинство современных рыб. Ископаемые датируются 244 млн. лет назад (триас). Рыбы относятся к роду Peltoperleidus. Ранее известные останки этого рода датировались лишь 242 млн. лет назад. Китайской палеонтологической науке мы обязаны современной картиной происхождения различных таксонов позвоночных. Китайцы помогли выявить древнейшие звенья в эволюции рыб, птиц и млекопитающих.
Действительно ли кистепёрая рыба именуемая латимерией является живым ископаемым, или это всё-таки заблуждение?
Термин «живое ископаемое» был впервые введен Чарльзом Дарвином в его фундаментальном труде «О происхождении видов» в 1859 году. Ученый тогда обратил внимание на анатомическое строение утконосов и лепидосирен (вид двоякодышащих рыб). Он предположил, что эти животные в процессе эволюции морфологически изменяются очень медленно, ввиду отсутствия сильной конкуренции и резких изменений в окружающей среде.
Лепидосирена хочет кушать
С тех пор этот термин стал иметь двоякий смысл. С одной стороны, живыми ископаемыми стали называть виды, которые не имеют живых близких родственников уже давно, с другой стороны — виды, практически не изменившиеся в процессе эволюции. Однако Дарвин использовал этот термин только в двух проходных комментариях, а популяризировали его уже спустя восемьдесят лет после открытия коморской латимерии.
Коморская латимерия (Latimeria chalumnae) — вид рыбы из рода латимерия, открытый в 1938 году и отнесенный к отряду целакантообразных. В народе их ошибочно называют «целакантами». Последние же на самом деле относятся к другому роду и к другому семейству, которые в свою очередь являются вымершими.
Coelacanthus granulatus— представителей вымерших целакантов
Ошибочное представление о латимериях связано с тем, что представителей данного рода долгое время считали редкими и вымирающими видами «древних существ», которые якобы практически не изменились за последние 400 миллионов лет своего существования.
Коморская латимерия и лысая обезьяна
Такой подход в конце концов привёл к переносу концепции «живой» окаменелости на «ДНК», в результате чего появилась сомнительная гипотеза о так называемом генетическом застое, который в корне противоречит принципам эволюционной генетики. Согласно этим принципам геномы в среде постоянно изменяются под совокупностью воздействий различных мутационных процессов, образующих новые варианты генетических последовательностей, которые вследствие генетического дрейфа и отбора либо устраняются, либо закрепляются в популяциях. Т.е. даже при стабилизирующем отборе, накопление нейтральных мутаций в поколении так или иначе меняют геном, ведь суть отбора заключается не в сохранении особей совершенно неизменными в стабильных условиях, а сохранение особей стабильно меняющихся в пользу эволюции среднего признака, против особей имеющих крайние отклонения от средней нормы.
Это в свою очередь означает то, что единственная возможность для геномов реплицироваться без изменений будет подразумевать как минимум одно из двух следующих условий:
— новые варианты не появляются (т.е. нет никаких мутаций)
— новые варианты систематически устраняются путем отбора (т.е. без генетического переноса и очень сильного отбора против новых вариантов.)
Однако, несмотря на абсурдность данной гипотезы, ряд учёных провели исследование, в котором отметили бесспорность замедленной генетической эволюции, основываясь всего на трёх ядерных генах и двух целых митохондриальных геномах, однако отметив при этом и дивергенцию популяций латимерий, которая при замедленной эволюции почему-то активно происходит и по сей день ( https://www.pubfacts.com/detail/22677282 ….)
Устранить недоразумение о генетическом застое и опровергнуть подобные «бесспорные» заявления вызвался профессор лаборатории Эволюции, Геномов, Поведения и Экологии парижского университета Национального Центра Научных исследований Дидье Казан. В своём исследовании он заново оценил темпы геномной и анатомической эволюции, рассмотрев имеющиеся молекулярные и морфологические данные для этой группы животных. Наиболее ярким его примером, доказывающим отсутствие замедленной эволюции, является филогенетическое исследование сорока четырёх ядерных генов, которое не показывает резкого снижения скорости молекулярной эволюции в линии «целакантов». Более того: биология «целакантов», по мнению учёного, не предполагает никаких очевидных причин, по которым они вдруг «решат» эволюционировать медленно.
Они не живут в среде, которая предполагает направленный отбор на репликацию и репарацию ДНК, что приводит к очень низкой частоте мутаций. У них нет чрезвычайно долгого времени генерации и они определённо не образуют больших популяций. Кроме того, хорошо известно, что скорость замещения генов изменяется в геноме в зависимости от нескольких факторов, таких, как локальная скорость рекомбинации и расстояние до источника репликации. Также известно, что скорость замещения непостоянна в разных линиях.
Ко всему прочему учёный также отметил роль аминокислотных взаимодействий, которая, вероятно, является важной в изменении скорости эволюции белка в различных линиях. Именно поэтому при сравнении генов разным исследователям может показаться, что некоторые гены эволюционируют быстрее, а другие наоборот – медленнее. Исходя из этого он подчеркнул, что, даже если бы действительно существовал генетический застой в масштабе всего генома, маловероятно, что он мог бы объяснить простым способом скорость морфологической эволюции, поскольку медленная генетическая эволюция не связана со скоростью последней в разных линиях этих рыб, к тому же морфологического стазиса у латимерии попросту не обнаруживается.
В геологической летописи нет окаменелостей, идентичных двум живым видам латимерии. И нет окаменелостей, которые можно было бы отнести к роду Latimeria. Это наводит на мысль, что палеонтологи – даже те, кто убеждён, что современные целакантообразные являются «живыми ископаемыми» – считают морфологические различия между дожившими до нас «целакантами» и ископаемыми настоящими целакантами настолько обширными, что их следует сгруппировать в отдельные роды.
Помимо этого, против «живых ископаемых», говорит и тот факт, что даже самый близкий вымерший родственник латимерии из сестринского рода Macropoma имеет ряд некоторых интересных отличий. Мало того, что вымерший родственник в три раза меньше своего двоюродного брата (полметра против полутора метров), так он ещё и имеет другую внутреннюю морфологию. Так, например, плавательный пузырь в макропоме окостенел (на рисунке ниже посмотрите на «В» — пузырь ярко бросается в глаза), а у латимерии он напротив заполнен жиром, что указывает на то, что макропома, вероятно, жила в другой среде. Также на это указывают и существенные различия в позвоночном столбе (постанальная область короче, а вентральные шипы расширяются менее вентрально). У макропомы по-другому устроены плавники и совсем иначе устроена анатомия черепа, из-за чего, собственно, у неё весьма сильно отличается морфология головы.
Сравнение плавников и черепа латимерии (слева) с плавниками и черепом её ближайшего родственника (справа)
Все эти факты предельно намекают на то, что при всей внешней морфологической схожести, основанной на четырёх мясистых лопастных плавниках, разные целакантообразные, вероятнее всего, будут иметь разную внутреннюю организацию тела. Даже у современных целакантообразных в разных популяциях рыб будут по-разному выглядеть позвоночные столбы, демонстрируя значительные вариации в количестве нервных клеток. В общем и целом всем тем, кто считал, что все «целаканты» «на одно лицо», латимерия даёт пощёчину своим «целакантовским» хвостом!
Автор: вдохновитель сообщества Фанерозой, биолог Ефимов С.Т.
Insights & Perspective :Why coelacanths are not ‘living fossils’
A review of molecular and morphological data
Физика в мире животных: электрический угорь и его «энергостанция»
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.
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 моллюсков рода наутилус (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.
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 (Источник: Wikipedia)
Джейсон Гэллент с коллегами провели секвенсирование генома ряда рыб с электрическими органами, и выяснили, что многие из изученных ими видов не являются родственниками. «Изобретение» природой электрических органов у рыб шло параллельно, но строение батарей очень схоже у всех. Всего ученые насчитали 6 независимых друг от друга эволюционных линий, приведших к появлению электрических органов. Пожалуй, электрический угорь является одним из видов рыб, которые используют этот орган наиболее искусно.
Источник: animalpicturesociety.com
masterok
masterokМастерок.жж.рф
Хочу все знать
Каждый с детства слышал о том, что существует такая рыба, как электрический угорь. Исходя из названия, можно логичным образом предположить, чтобы коварная рыбешка каким-то образом может ударить окружающих током.
Откуда у угря в принципе появляется такого количество электричества, чтобы представлять опасность для других существ?
Действительно ли электрический угорь – «электрический»?
Да, это действительно так! Абсолютно удивительное, хотя и далеко не уникальное явление в дикой природе. Электричество, вырабатываемое в таком большом количество в организме угря, является следствием эволюции и естественной адаптации организма к агрессивной окружающей среде. Первоначально зоологи считали, что электричество угря нужно исключительно для защиты от более крупных хищников. С одной стороны это действительно так, но с другой – угорь использует заряды тока с куда большим разнообразием, нежели предполагалось ранее.
Последние исследования показали, что угри испускают постоянные слабые электрические импульсы для ориентации в пространстве. С их помощью рыба в том числе узнает расстояние до поверхности воды, дна и до объектов вокруг. Все это критически важно для угрей, так как они зачастую обитают и охотятся там, где вода является достаточно мутной, и полагаться на одни только глаза уже никак не получается.
Есть также пока не до конца доказанная версия о том, что угри используют электричество для общения с сородичами.
Откуда у угря берется электричество?
Электричество в теле угря вырабатывается за счет видоизменённой в процессе эволюции мышечной ткани. В некоторых местах мясо угря формирует этакие столбики, каждый из которых работает как небольшой биологический реактор. Каждая отдельная пластинка создает напряжение около 0.1 В в результате физической активности рыбы. Всего в теле угря имеется около 6 тысяч таких пластинок. Чем активнее ведет себя рыба, тем быстрее и в большем количестве в ее теле вырабатывается заряд энергии.
masterok
Мастерок.жж.рф
Хочу все знать
В глубинах морей и океанов обитает большое количество удивительных существ, среди которых скат и угорь. Эти создания прославились тем, что для защиты и охоты используют электричество. Однако большинство людей и представить не могут, каким образом живой организм способен выполнять роль мощной батареи.
Кто вырабатывает электричество?
Сразу в качестве интересного факта стоит отметить, что электричество вырабатывают все рыбы, просто 99% видов генерируют очень слабые заряды, не ощутимые при взаимодействии. Морские существа способны вырабатывать электричество благодаря особому устройству мышц, которые вырабатывают и накапливают электричество. Некоторые виды в процессе эволюции научились аккумулировать большие заряды и бить ими противника. Наиболее преуспели в этом занятии скаты, угри, звездочеты, гимнархи, а также отдельный вид сомов.
Как рыбы вырабатывают электричество?
Все виды электрических морских существ вырабатывают электричество во время движения. За счет того, что мышцы постоянно меняют свою форму и взаимодействуют с окружением, они накапливают электричество. При этом, голова и хвост выступают в роли плюса и минуса соответственно. Это помогает удерживать заряд в мышцах, словно в батареи.
Подробнее разберем, что представляют собой мышцы для накапливания зарядов. Они могут отличаться внешне у каждого вида рыбы, но имеют схожую структуру. Мышцы состоят из столбиков, которые, в свою очередь, разбиты на пластины. Для накапливания электричества столбики соединены параллельно, а пластины последовательно. Между ними находится разность потенциалов, из-за чего при движении аккумулируется энергия, происходит накопление заряда.
Как рыбы бьют током?
Удар током осуществляется с помощью импульсов. Рыба целенаправленно бьет ими жертву. Некоторые виды намеренно испускают в жертву примерно 500 импульсов, чтобы окончательно поразить противника. Соответственно, удары являются осознанными и направленными, нельзя получить заряд, просто дотронувшись до рыбы.
В большинстве случаев используют свое “оружие” рыбы только при прямом контакте с жертвой. В определенных ситуациях могут пустить ток на небольших расстояниях, чтобы отогнать более крупного хищника. У вышеперечисленных рыб разность потенциалов, развиваемая на концах электрических органов, может достигать 1200 вольт (электрический угорь), а мощность разряда в импульсе от 1 до 6 киловатт (электрический скат Torpedo nobiliana).
Электрический скат Torpedo nobiliana
Опасны ли электрические рыбы человеку?
Даже слабый заряд при подобных параметрах может серьезно повредить здоровью человека, особенно на глубине. Бывали случаи, когда выброшенные на берег рыбы буквально сбивали людей на землю при контакте, из-за чего срочно требовалось врачебное вмешательство.
Электрический угорь
Электрические угри обитают в Южной Америке, в реках, и охотятся на мелкую рыбу. Взрослые особи вырастают в длину от 1 до 3 метров, но даже они нередко становятся жертвами местных хищников. Из-за этого угри вынуждены использовать электричество не только для охоты, но и для обороны.
Мышцы для накопления энергии, которые также часто называются “электрические органы”, располагаются вдоль позвоночника и составляют примерно 80% от общей массы угря. Заряд постепенно накапливается в специальных пузырчатых складках, после чего в нужный момент распространяется в пространстве, поражая все живое в радиусе. Данным способом рыба парализует жертву, после чего может приниматься за поедание. Чтобы ток ударил существо, оно должно находиться как можно ближе. Но бывали ситуации, когда рыбаки ловили угря на крючок и получали разряд без контакта с ним: ток проходил по леске вверх и бил сразу, как только человек до нее дотрагивался.
Электрический скат
Данный вид существ знаменит не только способностью вырабатывать электричество, но и своей приплюснутой формой, напоминающей небольшое полотенце. Они обитают преимущественно на дне океанов и достигают 180см в длину.
Электрическую энергию скаты накапливают по всему телу за счет сокращения мышц. Даже юные особи способны бить током с напряжением от 8В. Это помогает охотиться и обездвиживать маленькую рыбу.
О свойствах скатов знали еще в Древнем Египте. Местные врачи использовали легкие удары током юных особей в медицинских целях. Считалось, что небольшие разряды помогают человеку избавиться от болезней.