电鳝、电鲶、电鳗等等的鱼类为什么会发电 原理是什么？

【专家解说】：动物的捕食方式多种多样。电鱼的捕食绝招是放电。世界上至少有500种具有发电特性的鱼，虽然种类不同，放电的灵敏度有高有低，但这些鱼类都是依靠放电击昏摄取物或吓退进攻者。 电鳐是一种软骨鱼类，体形圆形或椭圆形，口和眼睛都很小，生活在热带和亚热带近海，我国的东海和南海就有分布。它常将身体半埋于泥沙中，或在海底匍匐前进。 在电鳐的头部和胸鳍之间有一个椭圆形发电器，是由肌肉特化而成的。发电器由若干肌纤维组成，形成六角形柱状管，管内有无色的胶状物质，主要起电解作用。管内有许多扁平的电板排列，电板由一些小的化学细胞组成，与神经相连，我们把它们叫做“电板细胞”。电鳐捕捉食物时，信号通过神经传导到电板的细胞，小细胞产生化学物质，改变细胞膜内和膜外的电荷分布，产生电位差，电流也就因此产生了。一个细胞产生的电流很小，一条电鳐身上有数百万个电板细胞，它们同时放电的时候，电流就相当大了。生活在大西洋和印度洋的热带及亚热带近岸水域中的巨鳐，体型较大，最大者可达2米多。科学家们曾对这种电鳐进行过测试，结果发现，它可以产生60伏电压，50安培的电脉冲，3000瓦功率的电击，足以击毙一条几十公斤的大鱼。 世界上第一个人工电池——伏打电池。就是根据电鳐的发电器官为模型而设计出来的。 电鳗与普通鳗鱼的体型非常相似，长可达2米多，体重可达20多公斤。生活在南美洲亚马逊河及奥里诺科河。 电鳗有两对发电器，形状为长梭形，位于尾部脊髓两侧。电鳗放电时的平均电压为350多伏，但也有过650伏的放电记录。美洲电鳗的最大电压竟达800多伏，这么强的电压足以击死一头牛。电鳗放电时产生的电流是极微弱的，一般不到l安培；然而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。电鳗放电，有时也不一定是为了捕食，也可能是一种生理需要。被电鳗电死的鱼，往往超过它们食用所需要的量，这给渔业生产带来危害。电鳗放电后要经过一段时间的恢复，才能放电。利用这一特点，渔民们捕捞电鳗时，先把牲畜赶到水中，使电鳗放电，等到它们把电量消耗掉，再进行捕捞，这样做可以避免渔民被击伤。 电鲶也是一种能发电的鱼。电鲶生活于非洲的尼罗河，它的长相和鲶鱼非常相似，体长大约有1米左右，口端长有3对须，它没有背鳍，在尾的基部有一个很低而且平伸的脂鳍，电鲶有成对的发电器，位于背部的皮下，它的发电电压高达350伏，能将人和牲畜击昏。 当然，并不是所有的电鱼都能发出很强的电，海洋中还有一些能发出较弱电流的鱼，它们的发电器官很小，电压最大也只有几伏，不能击死或击昏其它动物，但它们像精巧的水中雷达一样，可以用来探索环境和寻找食物。这些鱼身上布满了电感器官，它们能够接收返回来的电波。由于任何一种活动的生物都有或强或弱的生物电，这些鱼的电感受器能感受到非常微弱的电场变化。 鲨鱼对于电场的变化非常敏感，利用这一点，科学家们发明了“电子驱鲨器”，它发出的直流脉冲可以把鲨鱼驱赶到1～10米以外。潜水员背着这些仪器，在水下可以避免鲨鱼的袭击。 鲶鱼可以预防地震，地震前地电流的急剧变化刺激了鲶鱼的电感受器官，使它们感到惊恐不安，乱蹦乱跳，因此可以通过对鲶鱼的研究找到一种预报地震的新方法。 总之，鱼类的放电是它们在进化过程中所获得的一种防御和攻击敌害、捕捉食物的适应能力。如果人类能够应用仿生学，模拟电鱼的发电器官在海洋中发电，那么，就能很好地解决船舶和潜水艇的动力问题。 ---《漫游海洋水族宫》马英杰、马爱军 著，海洋出版社，2001年； 电鳗为什么会放电 1989年，在法国科学城举办了一次饶有趣味的“时钟”回顾展览，一座用带电鱼放出的电来驱动的时钟，引起了人们极大的兴趣。这种带电鱼放电十分有规律，电流的方向一分钟变换一次，因而被人称为“天然报时钟”。 常见的带电鱼有电鳗、电鳐、电鲶等。其中“电力”最强的要算电鳗了。它放电电压可达300—500伏，足以把附近的鱼电死，人和牲畜碰上，全身也会麻痹。据计算，1万条电鳗的电能聚集在一起，足够使1列电力机车运行几分钟。 电鳗外形像蛇，体长2米左右，体重约20公斤。它生活于南美和中美等地的河流中，常常一动不动地躺在水底，不时也浮出水面呼吸。它通过“电感”来感受周围环境的变化，一旦发现猎物，就放电将其击毙或击昏，然后饱餐一顿。由于电鳗有这么一手捕杀猎物的绝技，因此被人称为“江河中的魔王”。 电鳗是怎样放电的呢？ 原来，电鳗是活的“发电机”。它尾部两侧的肌肉，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。 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。有人做过这么一个实验：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，电鳗一下子就往后跑了。这说明电鳗是靠“电感”来判断周围环境的。 电鳗放完体内蓄存的电能后，要经过一段时间的积聚，才能继续放电。由此，巴西人捕获电鳗时，总是先把家畜赶到河里，引诱电鳗放电，或者用拖网拖，让电鳗在网上放电，之后再轻而易举地捕杀失去反击能力的电鳗。