Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Электрические угри - это рыбы, способные генерировать электрическое поле .
Аудиозапись разряда электрического органа Brachyhypopomus bennetti в состоянии покоя .

Электрическая рыба любая рыба , которая может генерировать электрические поля . Рыба, которая может генерировать электрические поля, называется электрогенной, а рыба, способная обнаруживать электрические поля, называется электрорецептивной . Большинство электрогенных рыб также электрорецептивны. [1] Единственная группа неэлектрорецептивных электрогенных рыб происходит из семейства Uranoscopidae. [2] Электрические виды рыб обитают как в океане, так и в пресноводных реках Южной Америки ( Gymnotiformes ) и Африки ( Mormyridae ). Многие рыбы, такие как акулы , скаты иСомы могут обнаруживать электрические поля и, таким образом, обладают электрорецептурой, но они не классифицируются как электрические рыбы, поскольку не могут вырабатывать электричество. Наиболее распространенные костистые рыбы ( костистые ), в том числе большинство рыб, содержащихся в аквариумах или пойманных в пищу, не являются ни электрогенными, ни электрорецептивными.

Видео полной разгрузки электрооргана. Потенциал электрического поля представлен на сагиттальной проекции моделируемой рыбы. Горячие тона представляют собой положительные значения потенциала, а холодные тона представляют отрицательные электрические потенциалы. Черная линия указывает точки, где потенциалы равны нулю.

Электрические рыбы производят свои электрические поля из специальной структуры, называемой электрическим органом . Он состоит из модифицированных мышечных или нервных клеток, которые стали специализироваться на производстве биоэлектрических полей, более сильных, чем те, которые производят нормальные нервы или мышцы. [3] Обычно этот орган расположен в хвосте электрической рыбы. Электрический выход органа называется разрядом электрического органа . [4]

Сильно электрическая рыба [ править ]

Сильно электрическая рыба - это рыба с электрическим разрядом органов, достаточно мощным, чтобы оглушить добычу или использовать ее для защиты. Типичные примеры - электрический угорь , электрические сомы и электрические скаты . Амплитуда сигнала может находиться в диапазоне от 10 до 860 вольт при токе до 1 ампера , в соответствии с окружающей средой, например , различные проводимостей соли и пресной воды. [5] Для того, чтобы максимально увеличить мощность , подводимую к окружению, то импедансы по электрическому органу и воды должны быть согласованы :

  • Сильно электрическая морская рыба дает сильноточные электрические разряды низкого напряжения. В соленой воде небольшое напряжение может вызвать большой ток, ограниченный внутренним сопротивлением электрического органа. Следовательно, электрический орган состоит из множества параллельно включенных электроцитов.
  • Пресноводные рыбы имеют разряды высокого напряжения и низкого тока. В пресной воде мощность ограничена напряжением, необходимым для пропускания тока через большое сопротивление среды. Следовательно, у этих рыб есть несколько последовательно соединенных ячеек. [6]

Слабоэлектрическая рыба [ править ]

Elephantnose рыба является слабо электрической рыбой , которая генерирует электрическое поле с его электрическим органом , а затем обрабатывает отдачу от своих электрорецепторов , чтобы найти близлежащие объекты. [7]

Слабоэлектрические рыбы генерируют разряд, обычно менее одного вольт. Они слишком слабы, чтобы оглушить добычу, и вместо этого используются для навигации, обнаружения объектов ( электролокация ) и связи с другими электрическими рыбами ( электросвязь ). Двумя наиболее известными и наиболее изученными примерами являются слононосная рыба Петерса ( Gnathonemus petersii ) и черная рыба-призрак ( Apteronotus albifrons ). Самцы ночного вида Brachyhypopomus pinnicaudatus , беззубой рыбы- ножа , обитающей в бассейне Амазонки, издают большое длинное электрическое мычание, чтобы привлечь партнера. [8]

Форма волны разряда электрического органа принимает две основные формы в зависимости от вида. У некоторых видов форма волны непрерывная и почти синусоидальная (например, роды Apteronotus , Eigenmannia и Gymnarchus ), и говорят, что они имеют разряд электрического органа волнового типа. У других видов форма волны разряда электрического органа состоит из коротких импульсов, разделенных более длинными промежутками (например, Gnathonemus , Gymnotus , Leucoraja ), которые, как говорят, имеют разряд электрического органа импульсного типа.

Реакция предотвращения заклинивания [ править ]

Основная статья: Реакция на предотвращение заедания

Еще в 1950-х годах предполагалось, что электрические рыбы рядом друг с другом могут испытывать какие-либо помехи или неспособность отделить свой собственный сигнал от сигналов соседей. Однако эта проблема не возникает, потому что электрическая рыба регулируется, чтобы избежать частотных помех. В 1963 году ученые, два Акира Ватанабе и Kimihisa Такеда, обнаружили поведение помеховой реакции избегания в knifefish Eigenmannia зр. В сотрудничестве с Т.Х. Баллоком и его коллегами поведение получило дальнейшее развитие. [9] Наконец, работа Вальтера Хайлигенберга расширила его до полноценного нейроэтологического исследования, изучив ряд нейронных связей, которые привели к такому поведению. [10] Эйгенмания - рыба со слабым электричеством, которая может самостоятельно генерировать электрические разряды через электроциты в своем хвосте. Кроме того, он имеет способность электролокации , анализируя возмущения в своем электрическом поле. Однако, когда частота тока соседней рыбы очень близка (разница менее 20 Гц) к ее собственной, рыба будет избегать помех своим сигналам благодаря поведению, известному как реакция избегания помех. Если частота соседа выше, чем частота разряда рыбы, рыба снизит его частоту, и наоборот. Знак разности частот определяется путем анализа картины "биений" входящей помехи, которая состоит из комбинации двух схем выброса рыб.[10]

Нейроэтологи провели несколько экспериментов в естественных условиях Эйгенманнии, чтобы изучить, как она определяет знак разности частот. Они манипулировали выделениями рыбы, вводя ей кураре.что предотвратило разрядку его естественного электрического органа. Затем электрод помещали в его рот, а другой - на кончик его хвоста. Точно так же электрическое поле соседней рыбы имитировалось с помощью другого набора электродов. Этот эксперимент позволил нейроэтологам управлять различной частотой разряда и наблюдать за поведением рыб. По результатам они смогли сделать вывод, что в качестве эталона использовалась частота электрического поля, а не внутренняя частота. Этот эксперимент важен тем, что не только раскрывает ключевой нервный механизм, лежащий в основе поведения, но также демонстрирует значение, которое нейроэтологи придают изучению животных в их естественной среде обитания. [10]

Виды [ править ]

Ниже приводится таблица видов электрических рыб, перечисленных по семействам. Большинство семей обитают в пресной воде. Две группы морских рыб: электрические скаты (Torpediniformes: Narcinidae и Torpedinidae) и звездочеты (Perciformes: Uranoscopidae) способны генерировать сильные электрические импульсы.

ТаксонВиды (348)
Gymnotiformes
Apteronotidae

( Призрачная рыба-нож , 46 видов в 13 родах)

Adontosternarchus balaenops , Adontosternarchus clarkae , Adontosternarchus devenanzii , Adontosternarchus sachsi , Apteronotus albifrons , Apteronotus apurensis , Apteronotus bonapspeciesii , Apteronotus Brasiliensis , Apteronotus caudimaculosus , Apteronotus cuchillejo , Apteronotus Cuchillo , Apteronotus ellisi , Apteronotus eschmeyeri , Apteronotus jurubidae , Apteronotus leptorhynchus , Apteronotus macrolepis , Apteronotus macrostomus, Apteronotus magdalenensis , Apteronotus marauna , Apteronotus Mariae , Apteronotus rostratus , Apteronotus spurrellii , Compsaraia compsa , Magosternarchus duccis , Magosternarchus Raptor , Megadontognathus cuyuniense , Megadontognathus kaitukaensis , Orthosternarchus четырёхпалые муравьеды , Parapteronotus hasemani , Platyurosternarchus macrostomus , Porotergus gimbeli , Porotergus gymnotus , Sternarchella curvioperculata ,Sternarchella Orthos , Sternarchella schotti , Sternarchella Сима , Sternarchella терминальной , Sternarchogiton nattereri , Sternarchogiton porcinum , Sternarchorhamphus muelleri , Sternarchorhynchus britskii , Sternarchorhynchus curvirostris , Sternarchorhynchus mesensis , Sternarchorhynchus слонорылы , Sternarchorhynchus Oxyrhynchus , Sternarchorhynchus Roseni
Gymnotidae

( Голая рыба-нож , 29 видов в 1 роду)

Gymnotus anguillaris , Gymnotus Арапайма , Gymnotus ardilai , Gymnotus bahianus , Gymnotus carapo , Gymnotus cataniapo , Gymnotus Choco , Gymnotus coatesi , Gymnotus coropinae , Gymnotus cylindricus , Gymnotus diamantinensis , Gymnotus Эсмеральдас , Gymnotus Henni , Gymnotus inaequilabiatus , Gymnotus Javari , Gymnotus jonasi , Gymnotus maculosus , Gymnotus mamiraua , Gymnotus melanopleura, Gymnotus Onca , Gymnotus panamensis , Gymnotus Пантанал , Gymnotus pantherinus , Gymnotus paraguensis , Gymnotus pedanopterus , Gymnotus stenoleucus , Gymnotus Сильвий , Gymnotus Тигре , Gymnotus ucamara
Электрофориды

(1 вид в 1 роду)

Electrophorus electricus (электрический угорь)
Гипопомиды

( Тупоносая рыба-нож , 14 видов в 7 родах)

Brachyhypopomus beebei , Brachyhypopomus brevirostris , Brachyhypopomus diazi , Brachyhypopomus janeiroensis , Brachyhypopomus Occidentalis , Brachyhypopomus pinnicaudatus , Hypopomus speciesedi , Hypopygus lepturus , Hypopygus neblinae , Microsternarchus bilineatus , Racenisia fimbriipinna , Steatogenys duidae , Steatogenys Элеганс , Stegostenopos cryptogenes
Rhamphichthyidae

( Песчаная рыба-нож , 15 видов в 3 родах)

Gymnorhamphichthys hypostomus , Gymnorhamphichthys petiti , Gymnorhamphichthys rondoni , Gymnorhamphichthys rosamariae , Iracema caiana , Rhamphichthys apurensis , Rhamphichthys Атлантикус , Rhamphichthys drepanium , Rhamphichthys hahni , Rhamphichthys lineatus , Rhamphichthys longior , Rhamphichthys marmoratus , Rhamphichthys pantherinus , Rhamphichthys rostratus , Rhamphichthys schomburgki
Sternopygidae

( Стеклянная рыба-нож , 28 видов в 5 родах)

Archolaemus Blax , Distocyclus conirostris , Distocyclus goajira , Eigenmannia humboldtii , Eigenmannia limbata , Eigenmannia macrops , Eigenmannia microstoma , Eigenmannia Nigra , Eigenmannia trilineata , Eigenmannia vicentespelaea , Eigenmannia virescens , Rhabdolichops caviceps , Rhabdolichops eastwardi , Rhabdolichops electrogrammus , Rhabdolichops jegui , Rhabdolichops stewspeciesi , Rhabdolichops troscheli ,Rhabdolichops zareti , Sternopygus aequilabiatus , Sternopygus arenatus , Sternopygus astrabes , Sternopygus Бранку , Sternopygus castroi , Sternopygus dariensis , Sternopygus macrurus , Sternopygus obtusirostris , Sternopygus pejeraton , Sternopygus Шингу
Osteoglossiformes
Gymnarchidae

( Африканская рыба-нож , 1 вид в 1 роду)

Gymnarchus niloticus
Мормириды

( Пресноводная рыба-слон , 203 вида в 18 родах)

Boulengeromyrus knoepffleri , Brienomyrus adustus , Brienomyrus brachyistius , Brienomyrus curvifrons , Brienomyrus hopkinsi , Brienomyrus kingsleyae eburneensis , Brienomyrus kingsleyae kingsleyae , Brienomyrus longianalis , Brienomyrus longicaudatus , Brienomyrus Нигере , Brienomyrus sphekodes , Brienomyrus tavernei , Campylomormyrus Alces , Campylomormyrus bredoi , Campylomormyrus cassaicus , Campylomormyrus christyi ,Campylomormyrus curvirostris , Campylomormyrus Elephas , Campylomormyrus luapulaensis , Campylomormyrus Mirus , Campylomormyrus Numenius , Campylomormyrus трубкозубы , Campylomormyrus phantasticus , Campylomormyrus Rhynchophorus , Campylomormyrus четырёхпалые муравьеды , Campylomormyrus tshokwe , Genyomyrus donnyi , Gnathonemus ЬагЬаШз , Gnathonemus echidnorhynchus , Gnathonemus longibarbis , Gnathonemus petersii , Heteromormyrus pauciradiatus ,Hippopotamyrus aelsbroecki , Hippopotamyrus ansorgii , Hippopotamyrus batesii , Hippopotamyrus касторового , Hippopotamyrus discorhynchus , Hippopotamyrus grahami , Hippopotamyrus harringtoni , Hippopotamyrus macrops , Hippopotamyrus macroterops , Hippopotamyrus pappenheimi , Hippopotamyrus paugyi , Hippopotamyrus Pictus , Hippopotamyrus Psittacus , Hippopotamyrus retrodorsalis , Hippopotamyrus smithersi , Hippopotamyrus szaboi ,Hippopotamyrus weeksii , Hippopotamyrus wilverthi , Hyperopisus ЬёЬе ЬёЬе , Hyperopisus ЬёЬе западная , Isichthys henryi , Ivindomyrus opdenboschi , Marcusenius rhodesianus , Marcusenius sanagaensis , Marcusenius schilthuisiae , Marcusenius senegalensis гасШз , Marcusenius senegalensis pfaffi , Marcusenius senegalensis senegalensis , Marcusenius stanleyanus , Marcusenius Thomasi , Marcusenius ussheri , Marcusenius victoriae ,Marcusenius abadii , Marcusenius annamariae , Marcusenius bentleyi , Marcusenius brucii , Marcusenius cuangoanus , Marcusenius cyprinoides , Marcusenius deboensis , Marcusenius dundoensis , Marcusenius friteli , Marcusenius furcidens , Marcusenius изсиз , Marcusenius ghesquierei , Marcusenius greshoffii , Marcusenius Интермедиус , Marcusenius kutuensis , Marcusenius leopoldianus , Marcusenius livingstonii ,Marcusenius macrolepidotus angolensis , Marcusenius macrolepidotus macrolepidotus , Marcusenius macrophthalmus , Marcusenius менто , Marcusenius meronai , Marcusenius monteiri , Marcusenius moorii , Marcusenius ntemensis , Marcusenius nyasensis , Marcusenius rheni , Mormyrops anguilloides , Mormyrops attenuatus , Mormyrops batesianus , Mormyrops африканские узкороты , Mormyrops Caballus , Mormyrops citernii , Мормиропс куртус ,Mormyrops curviceps , Mormyrops engystoma , Mormyrops furcidens , Mormyrops Интермедиус , Mormyrops lineolatus , Mormyrops Mariae , Mormyrops masuianus , Mormyrops microstoma , Mormyrops псапз , Mormyrops oudoti , Mormyrops Парвус , Mormyrops sirenoides , слонорылы Бернгарди , слонорылы Caballus asinus , слонорылы Caballus bumbanus , слонорылы Caballus Caballus , Mormyrus caballus lualabae , Mormyrus casalis, Слонорыл caschive , слонорыл суапеиз , слонорыла felixi , слонорыл goheeni , слонорыла hasselquistii , слонорыла iriodes , слонорыла kannume , слонорыла Lacerda , слонорыла Longirostris , слонорыла macrocephalus , слонорыла macrophthalmus , слонорыла niloticus , слонорыла OVIS , слонорыл рум proboscirostris , слонорыл рум рум , слонорыло subundulatus , Mormyrus tapirus , Mormyrus tenuirostris ,Слонорылы Thomasi , Myomyrus macrodon , Myomyrus macrops , Myomyrus Pharao , Oxymormyrus boulengeri , Oxymormyrus zanclirostris , Paramormyrops Gabonensis , Paramormyrops jacksoni , Petrocephalus ansorgii , Petrocephalus balayi , Petrocephalus бич бич , Petrocephalus бич comoensis , Petrocephalus binotatus , Petrocephalus bovei bovei , Petrocephalus bovei Guineensis , Petrocephalus catostoma catostoma , Petrocephalus catostoma congicus, Petrocephalus catostoma haullevillei , Petrocephalus catostoma tanensis , Petrocephalus christyi , Petrocephalus cunganus , Petrocephalus gliroides , Petrocephalus grandoculis , Petrocephalus guttatus , Petrocephalus hutereaui , Petrocephalus keatingii , Petrocephalus levequei , Petrocephalus microphthalmus , Petrocephalus pallidomaculatus , Petrocephalus Пеллегрини , Petrocephalus sauvagii , Petrocephalus schoutedeni , Petrocephalus Simus, Petrocephalus soudanensis , Petrocephalus squalostoma , Petrocephalus sullivani , Petrocephalus tenuicauda , Petrocephalus wesselsi , Pollimyrus adspersus , Pollimyrus BREVIS , Pollimyrus castelnaui , Pollimyrus isidori fasciaticeps , Pollimyrus isidori isidori , Pollimyrus isidori osborni , Pollimyrus maculipinnis , Pollimyrus marchei , Pollimyrus Nigricans , Pollimyrus nigripinnis , Pollimyrus pedunculatus ,Pollimyrus petherici , Pollimyrus petricolus , Pollimyrus plagiostoma , Pollimyrus pulverulentus , Pollimyrus schreyeni , Pollimyrus stappersii kapangae , Pollimyrus stappersii stappersii , Pollimyrus tumifrons , Stomatorhinus Ater , Stomatorhinus corneti , Stomatorhinus fuliginosus , Stomatorhinus humilior , Stomatorhinus kununguensis , Stomatorhinus microps , Stomatorhinus patrizii , Stomatorhinus Polli , Stomatorhinus polylepis, Stomatorhinus puncticulatus , Stomatorhinus schoutedeni , Stomatorhinus walkeri
Силурообразные
Malapteruridae

( Электрический сом , 11 видов в 1 роду)

Malapterurus beninensis , Malapterurus cavalliensis , электрический сом , Malapterurus leonensis , Malapterurus microstoma , Malapterurus minjiriya , Malapterurus monsembeensis , Malapterurus oguensis , Malapterurus shirensis , Malapterurus tanganyikaensis , Malapterurus tanoensis
Околообразные
Uranoscopidae

(Звездочеты, морские рыбы, 50 видов в 8 родах)

Astroscopus guttatus , Astroscopus y-graecum , Astroscopus zephyreus , Gnathagnus egregius , Kathetostoma albigutta , Kathetostoma averruncus

См. Также [ править ]

  • Обнаружение признаков (нервная система)
  • Пассивная электролокация у рыб

Ссылки [ править ]

  1. Перейти ↑ Alves-Gomes, J (2001). «Эволюция электрорецепции и биоэлектрогенеза у костистых рыб: филогенетическая перспектива». Журнал биологии рыб . 58 (6): 1489–1511. DOI : 10.1111 / j.1095-8649.2001.tb02307.x .
  2. ^ Баллок, Теодор Х .; Хопкинс, Карл Д .; Поппер, Артур Н .; Фэй, Ричард Р., ред. (2005). «Электрорецепция» . Справочник Springer по слуховым исследованиям . DOI : 10.1007 / 0-387-28275-0 .
  3. ^ Альберт, JS; Крэмптон, WGR Электрорецепция и электрогенез . С. 431–472.В: Evans, David H .; Клэйборн, Джеймс Б., ред. (2006). Физиология рыб (3-е изд.). CRC Press. ISBN 978-0-8493-2022-4.
  4. ^ Нельсон, Марк. "Что такое электрическая рыба?" . Проверено 10 августа 2014 .
  5. ↑ The Guardian: Шокирующие новости: на Амазонке найден самый мощный в мире электрический угорь . Проверено 11 сен 2019
  6. Перейти ↑ Kramer, Bernd (2008). «Электроорганные выделения» . У Марка Д. Биндера; Нобутака Хирокава; Уве Виндхорст (ред.). Энциклопедия неврологии . Берлин, Гейдельберг: Springer. С. 1050–1056. ISBN 978-3-540-23735-8. Проверено 25 марта 2012 .
  7. ^ Фон дер Эмде, Г. (1999). «Активная электролокация объектов у слабоэлектрических рыб». Журнал экспериментальной биологии , 202 (10): 1205–1215. Полный текст
  8. ↑ Чой, Чарльз. «Электрические рыбы рекламируют свои тела» . Проверено 10 августа 2014 .
  9. ^ Баллок, Теодор Холмс; Хайлигенберг, Вальтер, ред. (1986). Электрорецепция . Вайли.
  10. ^ a b c Хайлигенберг, Вальтер (1991) Нейронные сети в электрических рыбах Кембридж: MIT Press. ISBN 978-0-262-08203-7 .