Здоровый образ жизни

Для всех и обо всем. Фото электрического угря - видео про электрического угря - описание электрического угря Угорь бьется током

Анатомия электрического угря. Можно видеть набор клеток, организованных в параллельные структуры, создающие напряжение и ток. На следующем фрагменте приведена отдельная клетка с ионными каналами, пронизывающими ее мембрану. Наконец, показан отдельный белковый ионный канал

Электрический угорь в аквариуме

Электрические угри способны направлять совокупную энергию, которую вырабатывают тысячи генерирующих клеток, создавая потенциал в 600 В. Механизм получения энергии схож с тем, что передает электрические сигналы в наших нейронах: химический сигнал стимулирует работу селективных «насосов» — ионных каналов в клеточной мембране, которые перекачивают одни ионы (натрия) внутрь клетки, а другие (калия) — наружу. Поток заряженных ионов создает разницу потенциалов внутри клетки и вне ее, стимулируя работу массы других каналов: начиная с определенной точки процесс становится автокаталитическим, что приводит к тому, что сигнал распространяется вдоль мембраны длинного отростка нейрона.

В целом, по словам ЛаВана, известно не менее 7 разных видов ионных каналов, каждый из которых обладает слегка отличными характеристиками и распределением на клеточной мембраны. Нервные клетки содержат больше одних, задача которых не в создании максимального напряжения, а в быстрой передаче сигнала. Генерирующие электричество клетки некоторых животных (электроциты) работают не в пример медленней, зато выдают на-гора намного больший заряд.

Чтобы понять принципы их работы, ЛаВан с коллегами разработал цифровую модель, отражающую связь градиента концентрации ионов с электрическим импульсом и протестировал ее на примере нервных клеток и электроцитов. Затем они рассмотрели различные пути оптимизации системы — использование разных типов ионных каналов — с тем, чтобы добиться максимальной производительности энергии.

Их расчеты показали, что возможны действительно существенные улучшения. Один из вариантов «искусственной клетки» способен создать импульс на 40% более мощный, чем клетки живых угрей, другой вариант — на 28%.

Теперь ученые рассматривают возможности практического создания «батарей» из таких клеток, заключенных в куб стороной около 4 мм и способных генерировать до 300 мкВт энергии, чего вполне достаточно для питания небольших медицинских имплантатов. «Топливом» для них могут служить молекулы АТФ — те же, что и в живых организмов. По мнению ЛаВана, АТФ смогут вырабатывать из имеющегося в организме сахара модифицированные бактерии или митохондрии, прицепленные к этой «батарейке». Хорошо и то, что отдельные компоненты подобных искусственных клеток ученые уже умеют получать в лаборатории — и изолирующие мембраны, и ионные каналы.

Если же вы, все-таки, предпочитаете использовать угрей по старинке — например, приготовить с ними суши — то обратите внимание на наши советы по выбору подходящих ножей — настоящих японских: «

Многим читателям сайта про животных сайт известно, что существуют рыбы, имеющие возможность бить электрическим током (в прямом смысле), но отнюдь не все знают, каким образом это осуществляется. Предлагаем рассмотреть двух наиболее знаменитых морских представителей, которые вырабатывают ток: электрического ската и электрического угря. Вы узнаете:

опасен ли для человека ток этих электрических рыб;
как устроены органы, вырабатывающие электричество у ската и угря;
как охотятся и ловят добычу скат и угорь;
как живые рыбы связаны с праздником Нового года.

Электрический скат - живая аккумуляторная батарея

Электрические скаты в основном некрупные - от 50 до 60 см, однако есть такие особи, которые достигают в длину 2 м. Некрупные представители этих рыб создают незначительный электрический заряд, а в свою очередь большие скаты осуществляют разряды по 300 вольт. Органы особи, производящие ток, составляют 1/6 часть туловища и очень развиты. Они находятся с обоих боков – занимают место между плавником груди и головной частью, и рассмотреть их можно со спинной и брюшной части.

Внутренние органы рыбы, производящие электричество, имеют следующее строение. Некоторое количество столбиков, которые составляют электрические пластины и низ пластины, как и всего органа, носит отрицательный заряд, а верх заряжен положительно.

Во время охоты скат поражает добычу, обхватив ее плавниками, где находятся органы, производящие электричество. В течение этого процесса осуществляется электрический заряд, и добыча погибает от удара электричеством. Скат имеет сходство с аккумуляторной батареей . Если он использует заряд целиком, то ему понадобится несколько но то, чтобы вновь "зарядиться".

Скат без заряда безопасен, тем не менее, ежели он имеет заряд, тогда человек может серьезно пострадать от сильного электрического разряда . Происшествий с летальным исходом не выявлено, хотя у того, кто дотронулся до ската, может понизиться давление, произойти нарушения сердечного ритма, а также могут появиться спазмы, а в пораженной зоне появляется отечность местных тканей. Скат малоактивен и в основном живет на дне, поэтому, чтобы не повстречать его в водной среде, необходимо проявить внимание, находясь на мелководье.

Во времена Древного Рима, наоборот, электрические разряды признавались (и признаются сейчас в медицине) оздоровительными . Считалось, что электрический разряд мог снять головную боль и облегчить подагру. Даже сегодня на берегах средиземноморья люди в возрасте целенаправленно ходят босоногими по мелкой воде, чтобы с помощью ударов током облегчить ревматизм и подагру.

Электрический угорь зажег гирлянды на новогодней елке

А теперь заметка хотя и про рыб, но касается такого праздника, как Новый год! Казалось бы, как сочетается живая рыба и новогодняя елка? А вот как. Читайте далее.

Большинство представителей из группы электрического угря длиной от 1 до 1,5 м, но существуют виды, которые достигают трех метров. У таких особей сила удара достигает 650 вольт. Люди, пораженные ударом тока в воде, могут потерять сознание и утонуть. Электрический угорь является одним из наиболее опасных представителей реки Амазонки. Угорь приблизительно раз в 2 минуты всплывает, чтобы наполнить легкие воздухом. Он очень агрессивен. Если приблизиться к угрю на дистанцию менее трех метров, то он предпочитает не укрываться, а сразу атаковать. Следовательно, людям, которые близко увидели угря, должны поскорее уплыть как можно дальше.

Органы угря, отвечающие за ток, обладают аналогичным строением с органами ската , но имеют иное расположение. Они представляют два удлиненных ростка, имеющие продолговатый вид и составляют 4/5 тела угря в целом и имеют массу, занимающий практически 1/3 веса туловища. Передняя часть угря носит положительный заряд, а задняя, соответственно, отрицательный. У угрей к старости снижается зрение, именно из-за этого свою жертву они поражают, испуская слабые удары током. Угорь не нападает на добычу, ему достаточно мощного заряда, чтобы все некрупные рыбы погибли от удара током. Угорь приближается к своей добыче, когда она уже мертва, схватывает ее за голову, а затем проглатывает.

Угря нередко можно увидеть в аквариуме, так как они сравнительно быстро привыкают к искусственным условиям. Конечно, держать дома такую рыбу - это потруднее, чем . Для того, чтобы экспонировать их возможности, к резервуару крепят лампу и опускают провода в воду. Во время кормежки свет загорается. В Японии в 2010 году был проведен опыт: рождественская елка была освещена с использование тока, исходящего от угря, который находился в особой емкости и выбрасывал ток. Даже угорь и его электроток может быть полезным, если направить уникальные природные способности этой рыбы в нужное русло.

Микроскопические биоинженерные генераторы однажды смогут запитывать медицинские имплантаты, получая топливо прямо из организма, без потребности во внешней зарядке. Такова далёкая перспектива удивительной работы американских учёных, вознамерившихся скопировать и даже улучшить работу электрических клеток пресноводных рыб – угрей.

Ну разве это не чудо природы? Так почему бы не поучиться у него? И правда, про биомиметику слышали, наверное, все, а вот про биомиметику на клеточном и даже молекулярном уровне – едва ли.

Между тем именно такую задачу – разобрать по молекулам и скопировать работу электрических клеток угря – поставили перед собой Цзянь Сюй (Jian Xu) из Йельского университета (Yale University) и Дэвид Лаван (David LaVan) из американского Национального института стандартов и технологий (NIST).

Эти исследователи разработали сложные численные модели перемещения ионов через клеточные структуры и сравнили их с ранее полученными данными об электрических клетках.

А далее учёные разработали модели искусственных клеток, позволяющие улучшить выходные параметры, против природного аналога. В частности, один из таких проектов сулит рост пиковой мощности на 40%, а второй – на 28%.

(Этому исследованию посвящена в журнале Nature Nanotechnology.)

Первая картинка показывает анатомию электрического органа угря, то есть наборы электроцитов, клеток, связанных последовательно (чтобы поднять суммарное напряжение) и параллельно (чтобы увеличить ток). На второй картинке – отдельная клетка с ионными каналами и насосами, проникающими сквозь мембрану (новая модель Йеля и NIST как раз изучала поведение нескольких таких клеток). Заключительный рисунок демонстрирует отдельный ионный канал – стандартный блок модели (иллюстрация Daniel Zukowski/Yale University).

Лаван поясняет, что механизм создания напряжения клетками электрических органов угря схож со схемой посылки нервных сигналов в мозге. Только нервные клетки способны на генерацию очень маленького напряжения (зато – они создают его быстро), в то время как специальные электрические обладают более длительным циклом работы, зато накапливают куда более внушительное напряжение.

Соответственно, подбирая по определённым законам ионные проводники и формируя из них системы нанометрового масштаба, можно создать искусственные аналоги электрических клеток, которые за счёт оптимизации параметров превзойдут свои живые прообразы по эффективности.

Данное исследование является частью усилий американского Национального центра дизайна биомиметических нанопроводников (National Center for the Design of Biomimetic Nanoconductors), направленных на создание крошечных систем, как ясно из названия, по образу и подобию природных аналогов.

Один из примеров наногенераторов, разрабатываемых в Biomimetic Nanoconductors. Специально сконструированная липидная мембрана на тонкой пористой подложке из кварца или полимера. Внизу: компьютерные модели молекулярных комплексов, обеспечивающих требуемую ионную проводимость (иллюстрации с сайта nanoconductor.org).

Упомянутые системы самых разных видов должны вырабатывать электрическую энергию, производить электрические или электрохимические сигналы или создавать осмотические давление и потоки внутри микроскопических устройств.

Заметим, саму идею «взять угря да превратить его в живую электростанцию на благо человечества» изобретатели предлагали не раз. И даже курьёзные опыты ставили. Скажем, мы видели, что угорь способен питать лампочки на рождественской ёлке.

Но нельзя же всерьёз полагать, что колонии запертых в аквариумах несчастных угрей помогут нам решить энергетическую проблему? Уж лучше получать электричество из шоколада или сточных вод при помощи бактерий.

Цзянь Сюй изучает самые различные системы, в которых используются биологические составляющие и может генерироваться напряжение. Как эти две соприкасающиеся капли с различными растворами внутри, покрытые липидными мембранами, – примитивный прообраз биобатареи (фото с сайта pantheon.yale.edu).

Однако что-то в этой мысли (про угрей) — есть. Скопировав их «боевые» клетки, можно создать крошечные генераторы для нетребовательных к мощности имплантатов или иных небольших устройств. Так рассуждают Сюй и Лаван.

Эта рыба с телом змеи, представлена единственным видом рода Electrophorus – электрофоры, электрофорные рыбы семейства Gymnotidae. Латинское название Electrophorus electricus или Gymnotus electricus. Ввиду своих физиологических особенностей является высшим звеном биологической цепи, вершиной пищевой пирамиды –хищник, не имеющий врагов в естественной среде обитания.

Среда обитания электрического угря

Электрический угорь обитает в мутных водах Южной Америки, преимущественно в реках Амазонка и Ориноко. Предпочитает жить в неглубоких стоячих, но теплых пресных водах с большим недостатком кислорода. Так как природа наделила электрического угря уникальной сосудистой тканью во рту, то ему приходится периодически подниматься на поверхность воды, чтобы глотнуть свежего воздуха. Но если электрический угорь окажется без воды, он способен прожить на суше несколько часов. Пребывание на открытом воздухе продолжается 10 и более минут, тогда как ни один другой вид рыб не проводит на поверхности более 30 секунд.

Электрический угорь (Electrophorus electricus). Автор фото: Brian Gratwicke.

Внешний вид

Электрический угорь – рыба достаточно крупная. Его средняя длина составляет 2-2,5 метров, но попадаются и трехметровые особи. Вес этой рыбы составляет около 40 кг. Телосложение змееобразное и немного приплюснутое с боков, голова плоская. Электрического угря можно смело назвать животным, а не рыбой – по причине полного отсутствия чешуи. Вместо нее – голая кожа, покрытая слизью. Плавники тоже практически отсутствуют, кроме грудных и хвостового, но они необычайно развиты – с их помощью электрический угорь легко передвигается в разные стороны. Природа наделила эту особь камуфляжным серо-коричневым окрасом, который позволяет угрю оставаться незамеченным во время охоты за добычей. Однако, цвет головы может отличаться от общего окраса, как правило, он бывает с оранжевым оттенком.

Уникальная особенность

Само название этой рыбы говорит о ее уникальной особенности вырабатывать мощные электрические разряды. Как же ей это удается? Дело в том, что тело угря покрыто специальными органами, состоящими из особых клеток, которые последовательно соединяются между собой нервными каналами. Начиная с самого начала, слабый разряд набирает мощность к концу, в результате чего происходит необычайно сильный разряд, способный убить не только мелкую рыбешку, но и более крупного противника. Средняя мощность разряда электрического угря составляет 350В. Для человека он не смертелен, но вполне может оглушить вплоть до потери сознания. Поэтому, чтобы избежать ненужного риска, от электрического угря лучше держаться подальше и близко не приближаться.

Голова электрической рыбы оранжевого цвета. Автор фото: Arjan Haverkamp.

Охота на добычу

Электрический угорь нападает без предупреждения и не пасует даже перед крупной добычей. Если рядом с угрем появляется какая-либо живность, он незамедлительно содрогается всем телом, образуя разряд в 300-350 В, от которого мгновенно погибает вся находящаяся поблизости потенциальная добыча, в основном – мелкая рыбешка. Дождавшись, когда парализованная рыба опустится на дно, угорь спокойно подплывает к ней и заглатывает целиком, после чего отдыхает несколько минут, переваривая пищу.

Поймать электрического угря на удочку практически невозможно, на него эта уловка действует плохо, так как он не обладает хорошим зрением. Этот экземпляр попался случайно. После фотографирования был отпущен домой, обратно в воду. Автор фото: Seig.

Размножение электроугря

На самом деле герой нашего рассказа изучен чрезвычайно плохо. Биологи до сих пор не могут со стопроцентной уверенностью рассказать нам о полном жизненном цикле этой рыбы. Известно, что гимнотус в определенное время года уходит в малодоступные места и возвращается с подросшим потомством, потомством уже обладающим способностями «синтезировать» электрический заряд. Другие источники говорят о том, что для размножения самец электрического угря создает гнездо из собственной слюны, после чего самка откладывает в него яйца. Из одной кладки яиц на свет появляется до 17000 маленьких электрических угрей. Угри, рожденные первыми, зачастую поедают яйца из свежей кладки.

С наступлением темноты электрический угорь выходит на охоту. Автор фото: Travis.

Как происходит оплодотворение? Где откладываются/рождаются промежуточные стадии развития? Как растёт, развивается молодь… до сих пор наукой не описано. Задекларирован лишь еще один малозначительный факт – малек гимнотуса достигший десяти-двенадцати сантиметров длины считается взрослой полноценной особью.

Электрический угорь - схематично (картинка кликабельна).

Электрический угорь - интересные факты

Электрический угорь не имеет никакого отношения к угрю обыкновенному. Он относится к классу лучепёрых рыб (Actinopterygii).
У особей электрического угря очень плохое зрение, существует учёное мнение, что с возрастом глаза рыбы вообще перестают видеть. А бодрствуют и охотятся они, в основном, в ночное время.
Электрические угри плотоядны. Они питаются не только небольшой рыбешкой, но и птицами, земноводными, ракообразными, и даже мелкими млекопитающими.
Гимнотус – обладатель коротких зубов, пищу он не жуёт, а глотает практически целиком.
С помощью электрического разряда угри общаются между собой.
Электрический угорь обладает локатором с низкочастотными волнами, с помощью которого получает информацию о находящихся поблизости препятствиях или добыче.
Если взять в руки молодого электрического угря, то можно ощутить легкое покалывание.
Электрический угорь по количеству жертв опережает даже хищную пиранью.
Впервые электрический угорь упоминается в исторических летописях 17-го века, как необычное существо обитающее в Антильском море. Спустя почти столетие, рыба была описана известным ученым Александром фон Гумбольтом.

Содержание электрического угря в аквариуме

Для гимнотуса необходимо предусмотреть большой аквариум, очень большой, учитывая размеры рыбы, он должен иметь хотя бы по одной из стенок длину не менее 3 метров. Важно учесть и глубину водоема, электрический уж постоянно поднимается к поверхности, после чего снова опускается в нижние слои, в связи с этим глубину резервуара с водой лучше предусмотреть не менее 1,5-2 метров.

Электрический угорь - фрагмент аквариумной жизни. Автор фото: patries71.

В одном аквариуме удастся содержать только одну особь, так как в период отсутствия у рыб друг к другу полового интереса, даже разнополые особи могут быть агрессивными к сожителю. Также в виду наличия у него особых электрических свойств, найдется мало и других видов пресноводной фауны, которая сможет жить с электроугрем в тесном соседстве. Угорь обладатель весьма плохого зрения, для передвижения по водной среде использует электронавигацию – испускает слабые электрические разряды (10-15 В), при обнаружении биологического объекта (потенциальной жертвы) сила разряда увеличивается.

Этот электрический угорёк наглядно демонстрирует насколько для него важна величина (длина) аквариума. Автор фото: Scott Hanko.

Для аквариума с электрическим угрем не требуется аэрация. Температура воды должна быть не ниже 25 градусов Цельсия, жесткость – 11-13 градусов, кислотность (pH) в диапазоне 7-8. Как ни странно, гимнотус не любит частой смены воды, есть предположения, что рыба сама себе создает микроклимат, в котором накапливаются антимикробные вещества препятствующие появлению заболеваний. В противном случае у электрического угря встречаются язвы поверхности кожи.

Любит песчаную подложку, допускается небольшое количество галечной; приветствуется наличие умеренного количества растительности, также любит насыщенный донный ландшафт – камни, пещеры, коряги.

Угри электрические (Electrophorus electricus) являются самыми опасными среди всех существующих в природе электрических рыб. Если взять во внимание человеческие жертвы, то они опережают даже пираний. Эти существа могут наносить мощные повторяющиеся электрические удары, вследствие которых развивается сердечная или дыхательная недостаточность. Так что человеку лучше держаться подальше от этих удивительных и опасных созданий природы. Исходя из этого, не рекомендуется держать их в домашних аквариумах. Это очень опасная рыба!

Электрический угорь: описание

Электрический угорь внешне очень напоминает змею. У него такая же скользкая кожа, длинное цилиндрическое тело и сплюснутая голова с широким квадратным ртом. Рыба не имеет спинного плавника, отлично плавать ей помогает длинный анальный плавник.

В естественной среде угри электрические могут вырастать до трех метров в длину при весе в сорок килограмм. В условиях аквариума рыбы данного вида не превышают одного с половиной метра в длину. Самки заметно больше самцов.

Сверху окрас угря темно-зеленый или сероватый. Брюшко электрической рыбки с желтоватым или оранжевым оттенком. Молодые угри оливково-коричневого цвета с желтыми пятнами.

В передней части находятся все жизненно важные органы, которые занимают всего лишь 20% всего тела, остальная часть - это сплошной электрический орган, который состоит из тысячи элементов, воспроизводящих электричество. Развивается этот орган сразу же после рождения. Если дотронуться рукой до двухсантиметрового малька, то уже можно ощутить легкое покалывание током. Когда малыш вырастет до 40 мм, то мощность сильно увеличится.

Электрические органы

Положительный заряд угря находится в передней части тела, отрицательный, соответственно, в задней. Кроме того, рыба имеет дополнительный электрический орган, играющий роль локатора. Именно три электрических органа отличают это создание от остальных животных. Они связаны друг с другом, эта особенность способствует тому, что даже самый маленький разряд электрического угря является мощным, так как заряд суммируется. В итоге он становится настолько сильным, что способен привести к смерти того, кто с ним столкнется.

Благодаря электрическим органам угорь как радаром находит свою добычу. Кроме этого, они также используются для общения друг с другом. Особенно во время периода размножения, когда самец издает громкие частые сигналы, а самка отвечает более длительными.

Когда угорь находится в спокойном положении и отдыхает, электричество от него не исходит, но когда он ведет активный образ жизни, то вокруг образуется электрическое поле.

Места обитания в естественной среде

Угри электрические часто встречаются в Гвиане, но в основном в естественной среде обитают в южноамериканском регионе в бассейнах рек Амазонки и Ориноко. Удивительные создания любят теплые воды и предпочитают свежие мутные водоемы. Лучшие места для электрических рыб - это заливы, плоскодонья, болота и поймы.

Образ жизни

Угри электрические по сей день остаются не до конца изученными. Например, продолжительность их жизни в дикой природе так и не установлена. При аквариумном содержании самка может жить от 10 до 22 лет, самец способен прожить при таких же условиях содержания от 10 до 15 лет.

Как уже говорилось ранее, отличительной чертой угрей являются электрические органы. Кроме того, у них имеется еще одна удивительная особенность - они дышат воздухом. Это для них необходимо, так как дыхательный механизм электрических гигантов очень сложный и устроен так, что рыбам нужно регулярно выплывать на поверхность водоема и вдыхать воздух. Благодаря такой особенности угри могут находиться вне водоема по нескольку часов.

Зрением рыбы, похожие на гигантских змей, похвастаться не могут, и ведут себя активно по большей части в ночное время.

Угри электрические плотоядны, вегетарианцами их назвать точно нельзя. В их рацион входят рыбы, маленькие пернатые, земноводные. Иногда эти монстры водоемов могут закусить небольшим млекопитающим. Так что их можно смело отнести к разряду хищников.

Размножение

Удивительные подробности об этих необычных созданиях еще не все перечислены. Угри электрические размножаются очень интересным способом. Самец, используя свою слюну, строит гнездо, в которое самка откладывает яйца. Просто потрясающе, что всего из одной такой кладки появляются на свет около семнадцати тысяч маленьких электрических угрей.

Новорожденные малыши сразу же поедают те яйца, которые их мама кладет после своих первенцев. Детки электрического угря остаются рядом с родительницей до тех пор, пока у них не разовьются органы ориентации.

На что ловить электрического угря?

Угорь, хоть и электрический, но все же считается рыбой, а это значит, что его можно ловить, как и всякую другую, отправившись на рыбалку. Но не так все просто - эти создания смертельно опасны, поэтому рыболовы не горят желанием иметь такой улов, несмотря на то, что мясо угрей считается деликатесом.

В тех районах, где в водоемах водятся электрические угри, местные жители придумали простой способ ловли этих опасных рыб. Если спросите, на что ловить угрей при методе, придуманном аборигенами, то ответ будет очень необычный - ловят их на коров! Все дело в том, что коровы нужны для того, чтобы взять на себя первые мощные разряды электричества. Рыбаки подметили, что коровы, в отличие от всех остальных живых существ, очень легко переносят удары током от змееподобных рыб, поэтому домашний скот просто загоняют в реку с угрями и ждут, пока буренки перестанут мычать и метаться в воде.

Спокойствие стада - сигнал к тому, что пора их выгонять на берег и обычными сетями вылавливать из реки угрей, которые на то время становятся совершенно безопасными. Ведь эти монстры не могут долго излучать ток, каждый последующий разряд слабее предыдущего. Для того чтобы восстановить мощность ударов, рыбам потребуется время. Вот такая нетрадиционная рыбалка, но ведь и улов очень даже необычный!