Es gibt technisch keine solche Sache wie ein elektrischer Aal

Es gibt technisch keine solche Sache wie ein elektrischer Aal

Mythos: Elektrische "Aale" existieren.

Es gibt jedoch elektrische Fische: acht Fuß lang, 600 Volt, Mundatmung, Alligator-tötende Fische.

Elektrophorus electricus

Obwohl es eine Reihe von Fischen gibt, die eine elektrische Ladung erzeugen, wird die Art, die als "elektrischer Aal" bezeichnet wird, E. electricus, ist Mitglied der Fischordnung, ostariophysian.

Verwechselt mit einem Aal aufgrund seiner Form und des Fehlens von Becken-, Schwanz- und Rückenflossen, E. electricus hat einen langen (bis zu 8 Fuß) zylindrischen Körper mit flachem Kopf. Seine lebenswichtigen Organe befinden sich im vorderen Fünftel seines Körpers (in der Nähe des Kopfes), während der Rest seines langen Körpers drei elektrische Organe enthält, die zusammen mit fast 6.000 spezialisierten Elektrozyten gefüllt sind, die, wie der Name schon sagt, produzieren, lagern und entladen sind Elektrizität.

Die elektrischen Organe beginnen sich früh im Leben des Fisches zu entwickeln. Der Sachs, der nur eine schwache elektrische Ladung erzeugt und für die Echoortung verwendet wird, beginnt sich sehr bald nach der Geburt zu entwickeln. Die beiden anderen elektrischen Organe, die als Haupt- und Jäger-Orgel bekannt sind, erzeugen viel höhere Spannungen von etwa 600 Volt und etwa 1 Ampere, also etwa 600 Watt für etwa 2 Millisekunden.

Obwohl der Fisch Kiemen hat, nimmt er den größten Teil seines Sauerstoffs durch seinen „stark vaskulären Mund“ auf und kommt daher oftmals zum Atmen an die Wasseroberfläche.

Der Fisch ist auch mit einer dicken, grauen bis bräunlich / schwarzen Haut bedeckt. Es wird vermutet, dass diese harte Schicht sie vor dem eigenen elektrischen Strom schützt.

Um sich zu reproduzieren, deponiert das Weibchen der Art in der Trockenzeit bis zu 17.000 Eier in einem Spießnest, das vom Männchen hergestellt wurde, und durchschnittlich 1200 dieser Eier schlüpfen. In der Gefangenschaft leben männliche elektrische Fische bis zu 15 Jahre und Frauen bis zu 22 Jahre.

E. electricus Lebensraum

Der Elektrofisch stammt aus Südamerika, insbesondere den Flüssen Orinoco und Guyanas sowie großen Teilen des Amazonas-Einzugsgebiets. Es lebt auf Flussböden und in Sümpfen und gedeiht in relativ sauerstoffreichen Gewässern aufgrund seiner Neigung zum Mundatmen.

Warum Strom?

E. electricus nutzt seine elektrischen Organe zur Orientierung, Jagd und Verteidigung.

Orientierung

Beim Schwimmen durch seinen trüben Lebensraum in der Nacht (es ist nächtlich), orientiert sich der elektrische Fisch, indem er periodisch eine schwache elektrische Entladung abgibt:

Diese niedrigere Spannung kann verwendet werden, um umgebende Objekte zu "sehen". Objekte mit einer anderen Leitfähigkeit verzerren das elektrische Feld, das der Aal erzeugt, wodurch der Aal auf die Anwesenheit des Objekts aufmerksam wird.

Jagd

Nachdem die Beute mit schwachen elektrischen Impulsen lokalisiert wurde, E. Electricus tritt eine Stufe höher:

Sobald die Beute gefunden wurde, wird der elektrische Aal einen viel größeren elektrischen Strom verwenden, um den Fisch zu betäuben.

Zahnlose, elektrische Fische fressen ihre Beute, indem sie „ihren Mund öffnen, um einen Sog zu erzeugen“ und die Mahlzeit als Ganzes schlucken.

Verteidigung

Der elektrische Fisch ist in der Lage, eine Spannung von bis zu 650 Volt und etwa 1 Ampere zu erzeugen und gibt einen starken, kurzen (2 Millisekunden oder weniger) Schock ab, wenn er von einem Raubtier angegriffen wird. Obwohl Experten sagen, dass der Schock selten selbst tödlich ist, kann er einige Tiere töten.

Wie produziert es Strom?

E. electricus “ Das Nervensystem steuert die Stromproduktion:

Jede elektrogene Zelle [Elektrozyt] trägt an ihrer Außenseite eine negative Ladung von etwas weniger als 100 Millivolt im Vergleich zu ihrer Innenseite. Wenn das Befehlssignal [von einem "Befehlskern" im Nervensystem ankommt, gibt das Nerventerminal einen winzigen Zug Acetylcholin, einen Neurotransmitter, aus.

Diese Acetylcholin wird ausgeschieden:

Durch Nerven auf einer Seite der Zelle, wodurch sich Ionenkanäle auf dieser Seite öffnen. Natriumionen können über diese Kanäle schnell in die Zelle eindringen. . . [w] was das Gleichgewicht der Zelle bestimmt. Um Kaliumionen wieder herzustellen, verlassen sie die Zelle auf der anderen Seite. . . .

Das Ergebnis ist:

Ein Übergangspfad mit niedrigem elektrischem Widerstand, der das Innere und das Äußere der Zelle verbindet. Somit verhält sich jede Zelle wie eine Batterie, wobei die aktivierte Seite eine negative Ladung und die Gegenseite eine positive Ladung trägt. Weil die Zellen innerhalb der elektrischen Orgel wie eine Reihe von Batterien in eine Taschenlampe gesteckt werden, ist der Strom. . . Setzen Sie [s] eine Lawine der Aktivierung, die in nur zwei Millisekunden abläuft. . . [ein] erzeugt einen kurzlebigen Strom, der durch den Körper des Aals fließt.

Kann seine Energie genutzt werden?

Wissenschaftler sind seit langem beeindruckt von der Stromerzeugungsfähigkeit von E. electricusund neuere Forschungen führen zu Verwendungen, von denen die Menschen profitieren können.

Tannenbaum

Seit 2009 nutzen Wissenschaftler des Living Planet Aquarium in Sandy, Utah, die Kraft ihrer ansässigen Elektrofische, um die Beleuchtung des Weihnachtsbaums des Aquariums anzutreiben.

Im Wesentlichen sind zwei Edelstahlelektroden am Sparky-Tank (dem elektrischen Fischfisch) befestigt, und jedes Mal, wenn Sparky einen Impuls aussendet, der zu "seiner natürlichen, normalen Aktivität" gehört, strömen Stromströme durch die Elektroden zu den Sequenzern, die das System bilden Lichter am Baum blinken. Der Marketingleiter von Living Planet liebt das Display, weil es „hilft, eine visuelle Vorstellung davon zu erhalten, was ein Tier täglich wirklich tut.“

Bionik

Einige medizinische Implantate und Geräte benötigen Batterien, um ihre komplexen Funktionen nutzen zu können. In den letzten Jahren haben Wissenschaftler nach Wegen gesucht, um „Bio-Batterien“ zu schaffen, die „wie jede andere Zelle in Ihrem Körper“ wären, es sei denn, sie produzieren auch Elektrizität.

Einige Forscher haben untersucht, ob E. electricus “ Elektrozyten könnten eine gute Blaupause sein und sind:

Entwerfen einer künstlichen Zelle, die die Energieproduktion der Elektrozyten replizieren könnte. . . . Sie konnten feststellen, dass eine künstliche Zelle tatsächlich eine natürliche Zelle bilden könnte.

Eine Hürde für die Herstellung einer lebensfähigen Bio-Batterie ist die Suche nach einer für den Menschen sicheren Energiequelle, obwohl "Bakterien kalt eingesetzt werden müssen, um ATP - das für die Energieübertragung innerhalb der Zelle verantwortlich ist - unter Verwendung von Glukose zu recyceln."

Die Forscher sind weiterhin hoffnungsvoll, zumal die Bio-Batterie viele Vorteile hat, darunter: "Wenn sie zerbricht, werden keine Giftstoffe in Ihr System abgegeben."

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