一个生物学家在让电鳗电击他之后学会了什么?

2017年09月19日编辑: xiaocheng
n卡塔尼亚是范德比尔特大学(Vanderbilt University)的一名古怪的生物科学教授,他把电鳗鱼比作浸入水中的电池。这些令人着迷的长而瘦的蛇状的骨鱼,在一定程度上引起了科学家的兴趣,部分原因是它们似乎善于保守秘密。例如,18世纪生物学中最奇怪和最长的任务之一就是寻找鳗鱼睾丸。西格蒙德·弗洛伊德在他作为初级研究员的任务中加入了这项任务。

尽管有他们的名字,电鳗(电鳗电鳗)根本不是鳝鱼。事实上,这是一种刀鱼,是南美的几种鱼类之一,专门生产电场。然而,大多数情况下,它们只能产生弱场,它们只能用于在浑浊的水中航行或与同伴交流。

电鳗是其属的唯一物种,它的作用远不止于此。在多个独立的器官的帮助下,鱼可以产生更多的暴力排放。

19世纪的英国物理学家keMichael Faraday发现了电磁感应的原理,这是变压器和发电机的原理,他坚持要得到一条电鳗。他相信鱼会极大地加速他对电在神经系统中的作用的研究。当他终于得到一个人的时候,这位科学家赤手空拳触到了电鳗。他写道:“当两只手处于有利位置时,这种动物的电击非常有力,比如在头部附近的身体上,另一只在尾巴附近。”

两个多世纪后,一位当代科学家也在试验这些鱼的电势。

由亨利·g·博恩(Henry g . Bohn)著的《鱼学》(Ichthyology)一书的插图。

去年,卡塔尼亚(Catania)证实了一个有200年历史的神话的合理性。

传说,在1800年的旱季中,德国博物学家亚历山大·冯·洪堡在亚马逊上记录新物种,神秘的神话,以及各种各样的科学努力。他的许多兴趣都来自于他们的自然发电(记住这是19世纪早期,电力仍然是新的)。他最终遇到了一些亚马逊人,他们答应给他一些活鳗鱼,让他带回家。

洪堡兴高采烈,跟随那些骑马的人到浅水池塘和溪流,当地人知道他们可以在那里找到许多鳗鱼。经验丰富的渔夫们把他们的马淹没在浅水里,鳗鱼立刻攻击了这些动物的喉咙。接二连三的电子排雷使一些马感到晕眩,导致它们沉入水中,最终死亡,但也耗尽了像电池一样的电鳗。然后,当地人简单地用他们的双手挑出了疲倦的鳗鱼。

在那之后的几年里,学者们以怀疑的态度回顾了这个故事,卡塔尼亚也包括在内。这位教授之前“发现了立体声的鼹鼠味”,给了它一针。他和他的同事将led绑在假鳄鱼头和塑料支撑臂上,然后用一条活鳗鱼将其浸入水中。高速摄像机捕捉到了令人震惊的互动,比如下面视频中出现的瞬间。

卡塔尼亚发现,鳗鱼的600伏的脉冲确实可以把它绑在马背上,如果需要的话,它会把它固定住。生物学家说,这是一种纯粹的防御性行为,很可能是一种适应能力,在旱季水浅的时候,帮助鳗鱼应对捕食威胁,没有多少空间可以逃避。

当时的卡塔尼亚说,整个过程“很吓人”。“我给自己写了个小纸条,想要回来研究这个。”

那时他戴着绝缘手套。他最近发表在《当代生物学》(Current Biology)杂志上的一篇文章称,用一只眼睛观察不同寻常的动物的生物学家,用一条小鳝鱼把他赤裸的手臂伸进了一个水箱里,用了10次。意义呢?卡塔尼亚认为,这是精确测量由动物、手臂和水创造的电路的唯一方法。来自范德比尔特的研究小组使用了一种由铜线组成的装置,将电击从他的手臂带回水中,达到这个目的。

一系列的照片捕捉到了没有鳍,一只幼年电鳗,从水中跳出来冲击卡塔尼亚的手臂。

这种被称为“无鳍”的幼年鳗鱼的试验确实很有帮助。研究小组发现,“即使是很小的鳗鱼也能将大量的电能传递给目标”,达到40 - 50 mA,“大大超过了对人类和马的感受器激活的阈值”。

通过对一条大的成年鳗鱼的发现,卡塔尼亚发现被这种鱼攻击相当于被打了9次——同时,这一结果也被推断出来了。泰瑟的工作方式很简单——它给肌肉发了强烈的电,覆盖了控制肌肉的神经,并使它们收缩——这正是鳗鱼做的方式。

结果表明,跳跃攻击的主要目的是通过短暂的引起强烈的疼痛来强烈地阻止潜在的鳗鱼捕食者。显然,强烈的进攻是鳗鱼最好的防御,”作者在他们的论文中写道。

此前,卡塔尼亚在另一篇论文中指出,鳗鱼在短短3毫秒内就能完全灭活它的猎物。电鳗很狡猾。这种动物的视力很差,通过发送特定的电信号来探测猎物,这种电信号会在猎物的肌肉中产生非常迅速的收缩。这就像用遥控器打猎一样。

尽管有200多年的研究,卡塔尼亚和他在范德比尔特的同事们告诉我们,仍然有很多东西需要了解这些迷人的生物。哦,还有那些鳗鱼睾丸。似乎这些狡猾的家伙在他们需要他们之前,并没有获得任何描述的生殖器。

“它们比我们想象的要复杂得多。”这种动物可以产生数百伏特的电压,但它们也已经进化到非常有效地提供电能。

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