Węgorz elektryczny -Electric eel
| Węgorz | |
|---|---|
|
|
| Węgorz elektryczny w New England Aquarium | |
Klasyfikacja naukowa 
|
|
| Królestwo: | Animalia |
| Gromada: | struny |
| Klasa: | aktinopterygii |
| Zamówienie: | Gymnotiformes |
| Rodzina: | Gymnotidae |
| Rodzaj: |
Elektrofor ( TN Gill , 1864) |
| Wpisz gatunek | |
|
Elektrofor elektryczny ( Linneusz , 1766)
|
|
| Gatunek | |
|
|
| Synonimy | |
Węgorze elektryczne to rodzaj , Electrophorus , neotropikalnych ryb słodkowodnych z Ameryki Południowej w rodzinie Gymnotidae . Są znane ze swojej zdolności do ogłuszania ofiary poprzez wytwarzanie energii elektrycznej, dostarczając wstrząsy o napięciu do 860 woltów . Ich możliwości elektryczne zostały po raz pierwszy zbadane w 1775 roku, co przyczyniło się do wynalezienia w 1800 roku baterii elektrycznej .
Pomimo swojej nazwy, węgorze elektryczne nie są blisko spokrewnione z prawdziwymi węgorzami ( Anguilliformes ), ale należą do rzędu elektroreceptorowych scyzoryków , Gymnotiformes . Ten rząd jest bliżej spokrewniony z sumem . W 2019 roku węgorze elektryczne zostały podzielone na trzy gatunki: przez ponad dwa stulecia wcześniej uważano, że rodzaj jest monotypowy i zawiera tylko Electrophorus electricus .
Są zwierzętami nocnymi, oddychającymi powietrzem, ze słabym wzrokiem uzupełnionym elektrolokacją; jedzą głównie ryby. Węgorze elektryczne rosną tak długo, jak długo żyją, dodając więcej kręgów do kręgosłupa. Samce są większe niż samice. Niektóre okazy trzymane w niewoli żyją od ponad 20 lat.
Ewolucja
Taksonomia
Kiedy gatunek określany obecnie jako Electrophorus electricus został po raz pierwszy opisany przez Carla Linnaeusa w 1766 r., na podstawie wczesnych badań terenowych przeprowadzonych przez Europejczyków w Ameryce Południowej i okazów wysłanych z powrotem do Europy w celu zbadania, użył on nazwy Gymnotus electricus , umieszczając go w tym samym rodzaju co Gymnotus carapo (nożyk pasiasty). Zauważył, że ryba pochodzi z rzek Surinamu , powoduje bolesne wstrząsy i ma małe dołki wokół głowy.
W 1864 Theodore Gill przeniósł węgorza elektrycznego do własnego rodzaju, Electrophorus . Nazwa pochodzi od greckiego ήλεκτρον („ ḗlektron ”, bursztyn , substancja zdolna do utrzymywania elektryczności statycznej ) i ϕέρω („ phérō ”, noszę), co oznacza „nośnik elektryczności”. W 1872 Gill zdecydował, że węgorz elektryczny jest wystarczająco odrębny, aby mieć własną rodzinę, Electrophoridae. W 1998 roku Albert i Campos-da-Paz połączyli rodzaj Electrophorus z rodziną Gymnotidae , obok Gymnotus , podobnie jak Ferraris i współpracownicy w 2017 roku.
W 2019 roku C. David de Santana i współpracownicy podzielili E. electricus na trzy gatunki na podstawie rozbieżności DNA, ekologii i siedliska, anatomii i fizjologii oraz zdolności elektrycznych. Te trzy gatunki to E. electricus (obecnie w węższym znaczeniu niż wcześniej) oraz dwa nowe gatunki E. voltai i E. varii .
Filogeneza
Węgorze elektryczne tworzą klad silnie elektrycznych ryb z rzędu Gymnotiformes , południowoamerykańskich scyzoryków. Węgorze elektryczne nie są zatem blisko spokrewnione z prawdziwymi węgorzami ( Anguilliformes ). Szacuje się, że linia rodowa rodzaju Electrophorus oddzieliła się od swojego siostrzanego taksonu Gymnotus gdzieś w kredzie . Większość nożowców jest słabo elektryczna, zdolna do aktywnej elektrolokacji , ale nie do dostarczania wstrząsów. Ich relacje, jak pokazano na kladogramie, zostały przeanalizowane poprzez zsekwencjonowanie ich mitochondrialnego DNA w 2019 roku. Ryby aktywnie elektrolokujące są oznaczone małą żółtą błyskawicą 
. Ryby zdolne do rażenia prądem są oznaczone czerwoną błyskawicą 
.
| Otofiza |
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
_Congo_River.jpeg){kind=small}
.jpg){kind=small}
.jpg){kind=small}
Gatunek
W rodzaju opisano trzy gatunki, nie różniące się znacząco kształtem ciała czy ubarwieniem:
- Electrophorus electricus ( Linnaeus , 1766) Ten gatunek typowy ma głowę w kształcie litery U, ze spłaszczoną czaszką i cleithrum .
- Electrophorus voltai (de Santana, Wosiacki, Crampton, Sabaj, Dillman, Castro e Castro, Bastos and Vari, 2019) Gatunek ten jest najsilniejszym generatorem bioelektryczności w przyrodzie, zdolnym do generowania 860 V. Podobnie jak E. electricus , gatunek ten ma spłaszczony czaszka i cleithrum, ale głowa jest bardziej jajowata.
- Electrophorus varii (de Santana, Wosiacki, Crampton, Sabaj, Dillman, Mendes-Júnior i Castro e Castro, 2019) W porównaniu z pozostałymi dwoma gatunkami, ten ma grubszą czaszkę i cleithrum, ale kształt głowy jest bardziej zmienny.
Wydaje się, że E. varii oddzieliły się od innych gatunków około 7,1 milionów lat temu w późnym miocenie , podczas gdy E. electricus i E. voltai mogły oddzielić się około 3,6 milionów lat temu w pliocenie .
Ekologia
Te trzy gatunki mają w dużej mierze nienakładające się na siebie rozmieszczenia w północnej części Ameryki Południowej. E. electricus jest północny, ograniczony do tarczy Gujany , podczas gdy E. voltai jest południowy, rozciągający się od tarczy brazylijskiej na północ; oba gatunki żyją w wodach wyżynnych. E. varii występuje centralnie, głównie na nizinach. Region nizinny E. varii jest środowiskiem zmiennym, z siedliskami rozciągającymi się od strumieni, przez łąki i wąwozy po stawy, oraz dużymi zmianami poziomu wody między porami deszczowymi i suchymi . Wszystkie żyją na błotnistym dnie rzek, a czasem na bagnach, preferując obszary w głębokim cieniu. Mogą tolerować wodę o niskiej zawartości tlenu, gdy płyną na powierzchnię, aby oddychać powietrzem.
Węgorze elektryczne prowadzą głównie nocny tryb życia . E. volti żywi się głównie rybami, w szczególności sumem pancernym Megalechis thoracata . Okaz E. voltai miał w żołądku jelito ślepe ( beznogi płaz), Typhlonectes compressicauda ; możliwe, że oznacza to, że gatunek ten jest odporny na toksyczne wydzieliny skórne jelita ślepego. E. voltai czasami poluje w stadach; i zaobserwowano, jak atakowali ławicę tetras , a następnie zaganiali je i przeprowadzali wspólne ataki na ciasno upakowane ryby. Drugi gatunek, E. varii , jest również rybą drapieżną ; poluje zwłaszcza na Callichthyidae (sumy pancerne) i pielęgnice (pielęgnice).
Biologia
Biologia ogólna
.JPG)
Węgorze elektryczne mają długie, grube ciała podobne do węgorzy, nieco cylindryczne z przodu, ale bardziej spłaszczone w kierunku końca ogona. E. electricus może osiągnąć 2 m (6 stóp 7 cali) długości i 20 kg (44 funty). Pysk znajduje się z przodu pyska i otwiera się do góry . Mają gładką, grubą, brązową do czarnej skórę z żółtym lub czerwonym podbrzuszem i bez łusek . Każda z płetw piersiowych ma na końcu osiem maleńkich kości promieniowych. Mają ponad 100 kręgów przedogonowych (z wyłączeniem ogona), podczas gdy inne gimnotidy mają ich do 51; łącznie może być aż 300 kręgów. Nie ma wyraźnej granicy między płetwą ogonową a płetwą odbytową , która rozciąga się na większą część ciała od spodu i ma ponad 400 promieni kostnych . Węgorze elektryczne polegają na falowych ruchach wydłużonej płetwy odbytowej, aby poruszać się w wodzie. Jama ciała sięga do końca ogona.
Węgorze elektryczne pobierają większość tlenu, oddychając powietrzem za pomocą pompowania przez policzek . Dzięki temu mogą żyć w siedliskach o bardzo zróżnicowanym poziomie tlenu, w tym w strumieniach, bagnach i basenach. Wyjątkowo wśród nagonotydów, jama ustna jest wyłożona błoną śluzową , która jest bogata w krew, umożliwiając wymianę gazową między powietrzem a krwią. Mniej więcej co dwie minuty ryba pobiera powietrze przez pysk, zatrzymuje je w jamie ustnej i wydala przez otwory wieczkowe po bokach głowy. W przeciwieństwie do innych ryb oddychających powietrzem, maleńkie skrzela węgorzy elektrycznych nie wentylują się podczas wdychania powietrza. Większość wytwarzanego dwutlenku węgla jest wydalana przez skórę. Ryby te mogą przetrwać na lądzie kilka godzin, jeśli ich skóra jest wystarczająco wilgotna.
Węgorze elektryczne mają małe oczy i słaby wzrok. Potrafią słyszeć za pomocą aparatu Webera , który składa się z maleńkich kosteczek łączących ucho wewnętrzne z pęcherzem pławnym . Wszystkie najważniejsze narządy są upakowane blisko przodu zwierzęcia, zajmując tylko 20% przestrzeni i odseparowane od organów elektrycznych.
Elektrofizjologia
Węgorze elektryczne mogą zlokalizować swoją ofiarę za pomocą elektroreceptorów pochodzących z narządu linii bocznej w głowie. Sama linia boczna jest mechanosensoryczna , umożliwiając im wyczuwanie ruchów wody tworzonych przez pobliskie zwierzęta. Kanały linii bocznej znajdują się pod skórą, ale ich położenie jest widoczne jako linie dołków na głowie. Węgorze elektryczne wykorzystują swoje wrażliwe na wysokie częstotliwości receptory bulwiaste , rozmieszczone w łatach na ciele, do polowania na inne nożowce.
.jpg)
Węgorze elektryczne mają trzy pary organów elektrycznych , ułożonych wzdłużnie: narząd główny, narząd Huntera i narząd Sachsa. Narządy te dają węgorzom elektrycznym zdolność generowania dwóch rodzajów wyładowań organów elektrycznych : niskiego i wysokiego napięcia. Narządy zbudowane są z elektrocytów , zmodyfikowanych z komórek mięśniowych . Podobnie jak komórki mięśniowe, elektrocyty węgorza elektrycznego zawierają białka aktyny i desminy , ale tam, gdzie białka komórek mięśniowych tworzą gęstą strukturę równoległych włókienek , w elektrocytach tworzą luźną sieć. Pięć różnych form desminy występuje w elektrocytach, w porównaniu do dwóch lub trzech w mięśniach, ale jej funkcja w elektrocytach pozostaje nieznana od 2017 roku.
Białka kanału potasowego biorące udział w wyładowaniach narządów elektrycznych, w tym KCNA1 , KCNH6 i KCNJ12 , są rozłożone w różny sposób w trzech narządach elektrycznych: większość takich białek występuje najliczniej w narządzie głównym, a najmniej w narządzie Sachsa, ale KCNH6 jest najbardziej obfity w narządzie Sachsa organ. Narząd główny i narząd Huntera są bogate w białko kalmodulinę , biorące udział w kontrolowaniu poziomu jonów wapnia. Kalmodulina i wapń pomagają regulować kanały sodowe bramkowane napięciem, które wytwarzają wyładowania elektryczne. Narządy te są również bogate w ATPazę sodowo-potasową , pompę jonową używaną do tworzenia różnicy potencjałów w błonach komórkowych.
Maksymalne wyładowanie z głównego organu wynosi co najmniej 600 woltów , co czyni węgorze elektryczne najpotężniejszymi ze wszystkich ryb elektrycznych. Ryby słodkowodne, takie jak węgorz elektryczny, wymagają wysokiego napięcia, aby wywołać silny wstrząs, ponieważ woda słodka ma duży opór ; potężne morskie ryby elektryczne, takie jak promień torpedowy , powodują wstrząs przy znacznie niższym napięciu, ale znacznie wyższym prądzie. Węgorz elektryczny wytwarza swoje silne wyładowanie niezwykle szybko, z szybkością aż 500 herców , co oznacza, że każdy wstrząs trwa tylko około dwóch milisekund. Aby wytworzyć wysokie napięcie, węgorz elektryczny układa w swoim głównym narządzie około 6000 elektrocytów szeregowo (wzdłużnie); organy zawierają około 35 takich stosów równolegle, po każdej stronie ciała. Zdolność do wytwarzania impulsów o wysokim napięciu i wysokiej częstotliwości dodatkowo umożliwia węgorzowi elektrycznemu elektrolokację szybko poruszającej się ofiary. Całkowity prąd elektryczny dostarczany podczas każdego impulsu może osiągnąć około 1 ampera .
Nie jest jasne, dlaczego węgorze elektryczne mają trzy narządy elektryczne, ale zasadniczo wytwarzają dwa rodzaje wyładowań: elektrolokację lub ogłuszenie. W 2021 roku Jun Xu i współpracownicy stwierdzili, że narząd Huntera wytwarza trzeci rodzaj wyładowania przy średnim napięciu od 38,5 do 56,5 woltów. Ich pomiary wskazują, że jest to wytwarzane tylko raz, przez mniej niż 2 milisekundy, po wyładowaniu niskonapięciowym narządu Sachsa i przed wyładowaniem wysokonapięciowym narządu głównego. Uważali, że jest to niewystarczające, aby stymulować reakcję ofiary, więc zasugerowali, że może pełnić funkcję koordynacji w ciele węgorza elektrycznego, być może poprzez równoważenie ładunku elektrycznego, ale stwierdzają, że potrzebne są dalsze badania.
Kiedy węgorz elektryczny identyfikuje zdobycz, jego mózg wysyła sygnał nerwowy do narządu elektrycznego; zaangażowane komórki nerwowe uwalniają neuroprzekaźnik chemiczny acetylocholinę , aby wywołać wyładowanie elektryczne narządu. To otwiera kanały jonowe , umożliwiając przepływ sodu do elektrocytów, chwilowo odwracając polaryzację. Wyładowanie kończy się wypływem jonów potasu przez oddzielny zestaw kanałów jonowych. Powodując nagłą różnicę potencjałów elektrycznych , generuje prąd elektryczny w sposób podobny do baterii , w której ogniwa są ułożone w stos, aby wytworzyć pożądane całkowite napięcie wyjściowe. Sugerowano, że narząd Sachsa służy do elektrolokacji; jego wyładowanie wynosi prawie 10 woltów przy częstotliwości około 25 Hz. Główny organ, w jakiś sposób wspierany przez narząd Huntera, służy do ogłuszania ofiary lub odstraszania drapieżników; może emitować sygnały z częstotliwością kilkuset herców. Węgorze elektryczne mogą skoncentrować wyładowanie, aby skuteczniej ogłuszyć ofiarę, zwijając się i nawiązując kontakt z ofiarą w dwóch punktach wzdłuż ciała. Sugerowano również, że węgorze elektryczne mogą kontrolować układ nerwowy i mięśnie ofiary za pomocą impulsów elektrycznych, powstrzymując ofiarę przed ucieczką lub zmuszając ją do ruchu, aby mogły ją zlokalizować, ale zostało to zakwestionowane. W samoobronie zaobserwowano, że węgorze elektryczne wyskakują z wody, aby wywołać wstrząsy elektryczne u zwierząt, które mogą stanowić zagrożenie. Wstrząsy wywołane przez skaczące węgorze elektryczne są wystarczająco silne, aby odpędzić zwierzęta tak duże jak konie.
Koło życia
Węgorze elektryczne rozmnażają się w porze suchej, od września do grudnia. W tym czasie pary męsko-żeńskie są widoczne w małych basenach pozostawionych po spadku poziomu wody. Samiec buduje gniazdo używając swojej śliny, a samica składa około 1200 jaj do zapłodnienia . Siedem dni później wylęgają się tarło, a matki okresowo składają jaja przez cały sezon lęgowy, co czyni je częściowymi spawnerami. Kiedy osiągną 15 mm (0,59 cala), wyklute larwy zjadają resztki jaj, a po osiągnięciu 9 cm (3,5 cala) zaczynają jeść inne pokarmy. Węgorze elektryczne są dymorficzne płciowo , samce stają się aktywne reprodukcyjnie przy długości 1,2 m (3 stopy 11 cali) i stają się większe niż samice; samice zaczynają rozmnażać się przy długości ciała około 70 cm (2 stopy 4 cale). Osoby dorosłe zapewniają przedłużoną opiekę rodzicielską trwającą cztery miesiące. Wydaje się, że E. electricus i E. voltai , dwa gatunki żyjące na wyżynach w szybko płynących rzekach, mniej korzystają z opieki rodzicielskiej. Samiec zapewnia ochronę zarówno młodym, jak i gnieździe. Okazy żyjące w niewoli czasami żyły ponad 20 lat.
Gdy ryby rosną, nieustannie dodają więcej kręgów do kręgosłupa. Główne organy to pierwsze organy elektryczne, które się rozwinęły, następnie organy Sachsa, a następnie organy Huntera. Wszystkie narządy elektryczne są zróżnicowane, gdy ciało osiąga długość 23 cm (9,1 cala). Węgorze elektryczne są w stanie wytwarzać wyładowania elektryczne, gdy mają zaledwie 7 cm (2,8 cala).
Interakcje z ludźmi
Wczesne badania
Przyrodnicy Bertrand Bajon, francuski chirurg wojskowy w Gujanie Francuskiej i jezuita Ramón M. Termeyer w dorzeczu River Plate , przeprowadzili w latach sześćdziesiątych XVIII wieku wczesne eksperymenty na paraliżujących wyładowaniach węgorzy elektrycznych. W 1775 r. „torpedę” (promień elektryczny) badał John Walsh ; obie ryby zostały poddane sekcji przez chirurga i anatoma Johna Huntera . Hunter poinformował Towarzystwo Królewskie , że „Gymnotus Electricus [...] wygląda bardzo podobnie do węgorza [...], ale nie ma żadnych specyficznych właściwości tej ryby”. Zauważył, że były „dwie pary tych [elektrycznych] organów, większy [główny organ] i mniejszy [organ Huntera]; po jednym umieszczono z każdej strony” i że zajmowały „być może [...] więcej niż jedna trzecia całego zwierzęcia [objętościowo]”. Opisał strukturę narządów (stosów elektrocytów) jako „niezwykle prostą i regularną, składającą się z dwóch części, a mianowicie płaskich przegród lub przegród i poprzecznych podziałów między nimi”. Zmierzył grubość elektrocytów na 1 ⁄ 17 cala (1,5 mm) w narządzie głównym i 1 ⁄ 56 cala (0,45 mm) w narządzie Huntera.
Chirurg John Hunter przeprowadził sekcję węgorza elektrycznego w 1775 roku.
„Gymnotus Electricus” Huntera, spód i wierzch, 1775.Postać zajmowała cztery strony jego artykułu dla Towarzystwa Królewskiego .
Przekrój:C=Mięśnie pleców, H=główny organ, I=Narząd myśliwego
Sekcja, pokazująca narządy elektryczne wewnątrz ciała. Po prawej stronie skóra jest odchylona do tyłu, aby odsłonić główny organ nad organem Huntera.
Również w 1775 roku amerykański lekarz i polityk Hugh Williamson , który studiował u Huntera, przedstawił artykuł „Eksperymenty i obserwacje dotyczące Gymnotus Electricus, czyli węgorza elektrycznego” w Towarzystwie Królewskim. Opisał serię eksperymentów, takich jak „7. Aby dowiedzieć się, czy węgorz zabił te ryby przez emisję tego samego płynu [elektrycznego], którym dotknął moją rękę, kiedy go dotknąłem, włożyłem rękę do wody, w pewnej odległości od węgorza; inny sum został wrzucony do wody; węgorz podpłynął do niego ... [i] wstrząsnął nim, przez co natychmiast podniósł brzuch i szedł bez ruchu; w w tej samej chwili poczułem takie uczucie w stawach palców jak w eksperymencie 4”. i „12. Zamiast włożyć rękę do wody, z pewnej odległości od węgorza, jak w ostatnim eksperymencie, dotknąłem jego ogona, żeby go nie urazić, podczas gdy mój pomocnik mocniej dotknął jego głowy; oboje otrzymaliśmy ciężki szok”.
Wydaje się, że badania Williamsona, Walsha i Huntera wpłynęły na sposób myślenia Luigiego Galvaniego i Alessandro Volty . Galvani założył elektrofizjologię , badając, w jaki sposób elektryczność powoduje drganie żabiej nogi; Volta rozpoczął elektrochemię wraz z wynalezieniem baterii elektrycznej .
W 1800 roku odkrywca Alexander von Humboldt dołączył do grupy rdzennych mieszkańców, którzy łowili ryby na koniach, z których około trzydziestu ścigali do wody. Zauważył, że tętent kopyt koni wypychał ryby na odległość do 5 stóp (1,5 m) z błota i skłonił je do ataku, wynurzenia się z wody i użycia energii elektrycznej do porażenia koni. Widział dwa konie oszołomione wstrząsami, a następnie utonęły. Węgorze elektryczne, po wielu wstrząsach, „wymagają teraz długiego odpoczynku i dużej ilości pożywienia, aby zastąpić utratę mocy galwanicznej, której doznały”, „nieśmiało płynęły do brzegu stawu” i łatwo zostały złapane za pomocą małych harpunów na linach . Humboldt odnotował, że ludzie nie jedli organów elektrycznych i że tak bardzo bali się ryb, że nie łowili ich w zwykły sposób.
W 1839 roku chemik Michael Faraday dokładnie przetestował właściwości elektryczne węgorza elektrycznego importowanego z Surinamu. Przez cztery miesiące mierzył impulsy elektryczne wytwarzane przez zwierzę, dociskając do próbki ukształtowane miedziane łopatki i siodełka. Za pomocą tej metody określił i określił ilościowo kierunek i wielkość prądu elektrycznego oraz udowodnił, że impulsy zwierzęcia były elektryczne, obserwując iskry i odchylenia na galwanometrze . Zaobserwował, jak węgorz elektryczny zwiększa wstrząs, owijając się wokół swojej ofiary, która „reprezentuje średnicę” w poprzek cewki. Porównał ilość ładunku elektrycznego uwalnianego przez rybę do „elektryczności baterii Leyden składającej się z piętnastu słoików, zawierającej 23 000 cm2 ( 3500 cali kwadratowych) szkła powlekanego z obu stron, naładowanego do najwyższego stopnia”.
Niemiecki zoolog Carl Sachs został wysłany do Ameryki Łacińskiej przez fizjologa Emila du Bois-Reymonda w celu zbadania węgorza elektrycznego; zabrał ze sobą galwanometr i elektrody do pomiaru wyładowania organów elektrycznych ryby i użył gumowych rękawiczek, aby móc złapać rybę bez szoku, ku zaskoczeniu miejscowej ludności. Opublikował swoje badania nad rybami, w tym odkrycie tego, co obecnie nazywa się narządem Sachsa, w 1877 roku.
Wrażenie artysty na temat doświadczenia Aleksandra von Humboldta z 1800 r. Polowania na węgorze elektryczne przy użyciu stada koni, jak opowiedziano w jego Podróży do regionów równonocnych Nowego Kontynentu z 1859 r . Rysunek autorstwa Jamesa Hope'a Stewarta ; grawerowanie autorstwa Williama Home Lizars .
Schemat Michaela Faradaya przedstawiający konfigurację jego „Eksperymentalnych badań nad elektrycznością” na węgorzu elektrycznym, 1838. Ryba znajduje się w okrągłej drewnianej wannie na płytkiej wodzie. Zauważył, że najsilniejszy wstrząs uzyskano, gdy obie ręce lub para miedzianych wioseł znalazła się w wodzie, w pozycjach 1 i 8, czyli przy głowie i ogonie ryby.
Ilustracja Carla Sachsa przedstawiająca jego odkrycie narządu Sachsa (pokazanego na czarno na 6) z wzorami wyładowań elektrycznych (4, 5, 8), 1877
Sztuczne elektrocyty
Duża ilość elektrocytów dostępnych w węgorzu elektrycznym umożliwiła biologom szczegółowe badanie molekularnego kanału sodowego bramkowanego napięciem. Kanał jest ważnym mechanizmem, ponieważ służy do wywoływania skurczu mięśni u wielu gatunków, ale trudno go badać w mięśniach, ponieważ występuje w bardzo małych ilościach. W 2008 roku Jian Xu i David Lavan zaprojektowali sztuczne komórki, które byłyby w stanie odtworzyć elektryczne zachowanie elektrocytów węgorza. Sztuczne elektrocyty wykorzystywałyby obliczoną selekcję przewodników w skali nanoskopowej . Takie komórki wykorzystywałyby transport jonów, tak jak robią to elektrocyty, z większą gęstością mocy wyjściowej i wydajniej przetwarzając energię . Sugerują, że takie sztuczne elektrocyty mogłyby zostać opracowane jako źródło zasilania dla implantów medycznych , takich jak protezy siatkówki i inne mikroskopijne urządzenia. Komentują, że praca „nakreśliła zmiany w projekcie elektrocytu na poziomie systemu”, które mogą zwiększyć zarówno gęstość energii, jak i wydajność konwersji energii. W 2009 roku stworzyli syntetyczne protoogniwa , które mogą zapewnić około jednej dwudziestej gęstości energii akumulatora kwasowo-ołowiowego i sprawność konwersji energii na poziomie 10%.
W 2016 roku Hao Sun i współpracownicy opisali rodzinę elektrycznych urządzeń naśladujących węgorza, które służą jako kondensatory elektrochemiczne o wysokim napięciu wyjściowym . Są one wytwarzane jako elastyczne włókna, które można wplatać w tekstylia. Sun i współpracownicy sugerują, że urządzenia pamięci masowej mogą służyć jako źródła zasilania dla produktów takich jak zegarki elektryczne lub diody elektroluminescencyjne .
Notatki
Bibliografia
Bibliografia
- Moller, P. (1995). Ryby elektryczne: historia i zachowanie . Skoczek. ISBN 978-0-412-37380-0.
Zewnętrzne linki
-
Media związane z Electrophorus w Wikimedia Commons -
Dane związane z Electrophorus w Wikispecies
