الکتریسیته در طبیعت زنده ارائه پروژه بیولوژی الکتریسیته در موجودات زنده

بشر اخیراً، کمی بیش از صد سال پیش، شروع به استفاده از برق کرده است. پادشاهی حیوانات میلیون ها سال است که از برق استفاده می کند. برخی از گونه های ماهی قادر به تولید هستند جریان الکتریکی. آنها از تخلیه جریان الکتریکی برای کشتن قربانیان، محافظت در برابر دشمنان و... برای ارتباط استفاده می کنند.

گربه ماهی برقی

کوسه های گربه با استفاده از اندام های حسی خاص (به اصطلاح آمپول لورنزینی) که بر روی سطح بدن، به خصوص نزدیک سر پراکنده شده اند، می توانند طعمه های مدفون شده در گل پایین را با تغییرات موضعی در میدان الکتریکی زمین شناسایی کنند.

ماهیگیران آفریقایی وقتی گربه ماهی را قلاب می کنند، الکتریسیته آن را احساس می کنند. جریان ماهی در طول خط ماهیگیری، در امتداد میله حرکت می کند و به دستان ماهیگیر برخورد می کند. خوشبختانه شوک الکتریکی به گربه ماهی کشنده نیست. اما مواردی وجود داشته است که فردی که پا بر روی گربه ماهی برقی گذاشته مدتی از هوش رفته است.

ماهی های دیگر نه تنها به تغییرات میدان های الکتریکی محیط حساس هستند، بلکه قادر به تولید کوچک یا قدرت بزرگ. این ماهی معمولی در شرق اقیانوس اطلس و دریای مدیترانه، طول آن به 60 سانتی متر می رسد و 50 ولت تخلیه می کند. این اغلب برای بیهوش کردن یا کشتن ماهی های کوچک و سخت پوستان که غذای آن را تشکیل می دهند کافی است. ماهی تار معمولی عملاً برای انسان بی ضرر است. تخلیه های الکتریکی کوچک این ماهی مانند یک نیشگون قوی برای او احساس می شود. بسیار خطرناک تر، بزرگترین ماهی گز از جنس اژدر است که در اقیانوس اطلس و دریای مدیترانه نیز زندگی می کند. طول این ماهی به دو متر می رسد و وزن آن حدود 100 کیلوگرم است. این غول در میان نیش های برقی قادر به تولید جریان الکتریکی تا 200 ولت است. تخلیه جریان الکتریکی با چنین قدرتی، به ویژه در آب نمک، می تواند به طور جدی فرد را شوک کند.

یک گربه ماهی برقی در آب های رودخانه معروف نیل آفریقا زندگی می کند. طول این ماهی بزرگ و ضخیم به یک متر می رسد. پشتش قهوه ای تیره، پهلوهایش قهوه ای و شکمش زرد است. این ماهی تنبل و کم تحرک بیشتر عمر خود را دراز کشیدن در کف می گذراند. قدرت "دستگاه" الکتریکی گربه ماهی بسیار زیاد است و می تواند بیشتر از شبکه برق خانگی شهری باشد.

مارماهی برقی

در قاره ای دیگر، در آمریکای جنوبی، مارماهی الکتریکی زندگی می کند. این ماهی گرد و دراز با پوست صاف و بدون فلس است. معمولا طول آن از یک متر تجاوز نمی کند. گاهی اوقات مارماهی های الکتریکی تا سه متر نیز یافت می شوند. رنگ مارماهی سبز مایل به قهوه ای است. گلو نارنجی روشن است.

مارماهی الکتریکی قوی ترین ولتاژ را تولید می کند. در افراد بزرگ، قدرت تخلیه الکتریکی می تواند به 660 ولت برسد. این تقریباً سه برابر بیشتر از یک پریز آپارتمان است.

مارماهی عمدتاً از برق خود برای کشتن طعمه خود استفاده می کند. با نزدیک شدن به ماهی یا قورباغه، مارماهی الکتریکی از سلاح مهیب خود استفاده می کند و قربانی فلج می شود یا کشته می شود. مارماهی به آرامی به قربانی بی حرکت نزدیک می شود و آن را می بلعد.

گربه ماهی نیل از برق برای شناسایی دشمنان خود استفاده می کند. او یک "دستگاه" الکتریکی در دم خود دارد که با کمک آن یک ابر الکتریکی ثابت در اطراف بدنش ایجاد می کند. به محض اینکه هر حیوانی وارد این ابر می شود، پوزه بلند بلافاصله احساس می کند که چیزی اشتباه است. با تغییر ابر الکتریکی، او می تواند نه تنها اندازه جسم، بلکه شکل آن را نیز تعیین کند. پس از معاینه مهمان ناخوانده، ماهی تصمیم می گیرد چه کاری انجام دهد: یا هر چه سریعتر فرار کند، یا خود را عمیق تر در گل دفن کند، یا در جای خود بماند.

رمپ برقی

زیستگاه دائمی ماهی - آب - دارای رسانایی الکتریکی بالایی است. به همین دلیل میدان های الکتریکیکه توسط ژنراتورهای زنده تولید می شود، تقریباً بدون تلفات به سلول های حساس ماهیان دیگر می رسد و بنابراین امکان انتقال سیگنال الکتریکی در فاصله قابل توجهی فراهم می شود.

در ماهی برقی، ضربات اول قوی ترین هستند و ضربات بعدی ضعیف و ضعیف تر می شوند. برای ایجاد مجدد شوک الکتریکی قوی، ماهی نیاز به شارژ مجدد دارد: بی سر و صدا در کف آن دراز بکشید.

با کمک برق، ماهی ها می توانند در فاصله 7-10 متری "صحبت کنند". دو گربه ماهی نیل در یک آکواریوم قرار داده شدند که با لایه ای از مواد از هم جدا شدند تا ماهی ها یکدیگر را نبینند. با کمک ابزارهای ویژه، می توان ثابت کرد که ماهی ها دائماً از طریق سیگنال های الکتریکی با یکدیگر ارتباط برقرار می کنند. اگر یک ماهی مزاحم می شد - با چوب لمس می شد، با ایجاد تخلیه الکتریکی اعتراض می کرد. دومی نیز بی تفاوت نماند.

در طبیعت، هنگام تقسیم قلمرو، گربه ماهی باتری های الکتریکی خود را با قرار گرفتن در مقابل یکدیگر تخلیه می کند. اگر نیروها نابرابر باشند، یک پوزه بلند شلیک های دشمن را به سادگی "به او اجازه نمی دهد حرفی بزند" را سرکوب می کند و او با عجله عقب نشینی می کند. در مبارزات، گربه ماهی سعی می کند با یک اندام الکتریکی حیاتی، ساقه دم دشمن را گاز بگیرد.

"الکتریسیته در موجودات زنده"

چیست، چه کسی آن را کشف کرد، برق چیست؟

تالس از Miletus اولین کسی بود که توجه را به بار الکتریکی جلب کرد. او آزمایشی انجام داد، کهربا را با پشم مالید، پس از چنین حرکات ساده، کهربا شروع به جذب اجسام کوچک کرد. این خاصیت کمتر شبیه بارهای الکتریکی و بیشتر شبیه مغناطیس است. اما در سال 1600، گیلبرت بین این دو پدیده تمایز قائل شد.

در سال 1747 - 53 ب. فرانکلین اولین نظریه سازگار پدیده های الکتریکی را بیان کرد و سرانجام آن را تأسیس کرد. ماهیت الکتریکیرعد و برق و صاعقه گیر را اختراع کرد.

در نیمه دوم قرن هجدهم. مطالعه کمی برق و پدیده های مغناطیسی. اولین ابزار اندازه گیری ظاهر شد - الکتروسکوپ با طرح های مختلف، الکترومتر. G. Cavendish (1773) و C. Coulomb (1785) به طور تجربی قانون برهمکنش بارهای الکتریکی نقطه ثابت را ایجاد کردند (آثار کاوندیش فقط در سال 1879 منتشر شد). این قانون اساسی الکترواستاتیک (قانون کولمب) برای اولین بار امکان ایجاد روشی برای اندازه گیری بارهای الکتریکی توسط نیروهای برهمکنش بین آنها را فراهم کرد.

مرحله بعدی در توسعه علم E. با کشف در پایان قرن 18 همراه است. ال.گالوانی "الکتریسیته حیوانی"

دانشمند اصلی در مطالعه الکتریسیته و بارهای الکتریکی، مایکل فارادی است. او از طریق آزمایشات ثابت کرد که تأثیر بارها و جریان های الکتریکی به روش تولید آنها بستگی ندارد. همچنین در سال 1831، فارادی القای الکترومغناطیسی را کشف کرد - تحریک یک جریان الکتریکی در یک مدار واقع در یک میدان مغناطیسی متناوب. در سال 1833 - 34 فارادی قوانین الکترولیز را ایجاد کرد. این آثار او سرآغاز الکتروشیمی بود.

بنابراین، برق چیست؟ الکتریسیته مجموعه ای از پدیده هاست که در اثر وجود، حرکت و برهم کنش اجسام یا ذرات باردار الکتریکی ایجاد می شود. پدیده الکتریسیته را تقریباً در همه جا می توان یافت.

به عنوان مثال، اگر یک شانه پلاستیکی را محکم به موهای خود بمالید، تکه های کاغذ شروع به چسبیدن به آن می کنند. و اگر بادکنکی را روی آستین خود بمالید به دیوار می چسبد. وقتی کهربا، پلاستیک و تعدادی مواد دیگر مالش می‌شوند، بار الکتریکی در آنها ایجاد می‌شود. خود کلمه "الکتریک" از آن گرفته شده است کلمه لاتینالکتروم به معنای کهربا.

برق از کجا می آید؟

تمام اجسام اطراف ما حاوی میلیون ها بار الکتریکی هستند که از ذرات واقع در داخل اتم ها تشکیل شده است - اساس همه مواد. هسته اکثر اتم ها شامل دو نوع ذره است: نوترون و پروتون. نوترون ها بار الکتریکی ندارند، در حالی که پروتون ها حامل بار مثبت هستند. ذره دیگری که به دور هسته می چرخد ​​الکترون ها هستند که بار منفی دارند. به طور معمول، هر اتم تعداد پروتون ها و الکترون های یکسانی دارد که بارهای مساوی اما متضاد آنها یکدیگر را خنثی می کنند. در نتیجه هیچ باری احساس نمی کنیم و ماده بدون بار در نظر گرفته می شود. با این حال، اگر به نحوی این تعادل را به هم بزنیم، پس این شیبسته به اینکه کدام ذرات بیشتر در آن باقی می مانند - پروتون یا الکترون - بار کلی مثبت یا منفی خواهد داشت.

بارهای الکتریکی بر یکدیگر تأثیر می گذارند. یک بار مثبت و منفی یکدیگر را جذب می کنند و دو بار منفی یا دو بار مثبت یکدیگر را دفع می کنند. اگر یک نخ ماهیگیری با بار منفی را به یک جسم بیاورید، بارهای منفی جسم به انتهای دیگر آن حرکت می کند و بارهای مثبت، برعکس، به خط ماهیگیری نزدیک می شوند. بارهای مثبت و منفی نخ ماهیگیری و جسم یکدیگر را جذب می کنند و جسم به نخ ماهیگیری می چسبد. این فرآیند القای الکترواستاتیک نامیده می شود و گفته می شود که جسم تحت میدان الکترواستاتیک خط ماهیگیری قرار می گیرد.

آن چیست، چه کسی کشف کرد موجودات زنده چیست؟

موجودات زنده موضوع اصلی مطالعه در زیست شناسی هستند. موجودات زنده نه تنها در آن جای می گیرند جهان موجود، بلکه با استفاده از موانع خاص خود را از آن جدا کردند. محیطی که موجودات زنده در آن شکل گرفته اند، مجموعه ای از پدیده هاست. دنیای فیزیکی، که با ویژگی ها و موقعیت زمین و خورشید مشخص می شود.

برای سهولت در نظر گرفتن، همه موجودات به گروه ها و دسته های مختلف تقسیم می شوند که یک سیستم بیولوژیکی طبقه بندی آنها را تشکیل می دهد. کلی ترین تقسیم بندی آنها به هسته ای و غیر هسته ای است. بر اساس تعداد سلول های تشکیل دهنده بدن، آنها را به تک سلولی و چند سلولی تقسیم می کنند. مستعمرات ارگانیسم های تک سلولی جایگاه ویژه ای را بین آنها اشغال می کنند.

برای همه موجودات زنده، به عنوان مثال. گیاهان و حیوانات را تحت تاثیر قرار می دهد عوامل غیر زندهمحیط (عوامل طبیعت بی جان) به ویژه دما، نور و رطوبت. بسته به تأثیر عوامل طبیعت بی جان، گیاهان و حیوانات به گروه های مختلفی تقسیم می شوند و با تأثیر این عوامل غیر زنده سازگاری پیدا می کنند.

همانطور که قبلاً ذکر شد، موجودات زنده در داخل توزیع می شوند تعداد زیادی. امروز ما به موجودات زنده نگاه خواهیم کرد و آنها را به خون گرم و خونسرد تقسیم می کنیم:

با دمای ثابت بدن (خونگرم)؛

با دمای بدن ناپایدار (خونسرد).

موجودات با دمای بدن ناپایدار (ماهی، دوزیستان، خزندگان). موجودات با دمای ثابت بدن (پرندگان، پستانداران).

چه ارتباطی بین فیزیک و موجودات زنده وجود دارد؟

درک ماهیت حیات، منشأ و تکامل آن، کل آینده بشریت روی زمین را به عنوان یک گونه زنده تعیین می کند. البته در حال حاضر حجم عظیمی از مطالب انباشته شده است و به ویژه در زمینه مورد مطالعه دقیق قرار گرفته است. زیست شناسی مولکولیو ژنتیک، طرح ها یا مدل های توسعه وجود دارد، حتی شبیه سازی عملی انسان وجود دارد.

علاوه بر این، زیست شناسی بسیاری از جزئیات جالب و مهم را در مورد موجودات زنده گزارش می کند، در حالی که چیزی اساسی را از دست می دهد. خود کلمه "فیزیک" طبق گفته ارسطو به معنای "فیزیک" - طبیعت است. در واقع، تمام ماده جهان، و بنابراین خود ما، از اتم ها و مولکول ها تشکیل شده است، که قوانین کمی و به طور کلی درست رفتار آنها قبلاً به دست آمده است، از جمله در سطح کوانتومی مولکولی.

علاوه بر این، فیزیک یک عامل مهم بود و باقی می ماند توسعه عمومیمطالعه موجودات زنده به طور کلی از این نظر، فیزیک به عنوان یک پدیده فرهنگی، و نه فقط به عنوان یک حوزه دانش، نزدیک ترین درک اجتماعی فرهنگی را به زیست شناسی ایجاد می کند. احتمالاً این شناخت فیزیکی است که سبک های تفکر را منعکس می کند. جنبه های منطقی و روش شناختی دانش و علوم طبیعیهمانطور که مشخص است، تقریباً به طور کامل مبتنی بر تجربه علوم فیزیکی است.

بنابراین وظیفه دانش علمیشاید زیستن عبارت است از توجیه امکان استفاده از مدل ها و ایده های فیزیکی برای تعیین توسعه طبیعت و جامعه، آن هم بر اساس قوانین فیزیکی و تحلیل علمیدانش کسب شده در مورد مکانیسم فرآیندها در یک موجود زنده. همانطور که M.V 25 سال پیش گفت. ولکنشتاین می‌گوید: «در زیست‌شناسی به‌عنوان علم موجودات زنده، تنها دو راه ممکن است: یا باید توضیحی درباره حیات بر اساس فیزیک و شیمی غیرممکن تشخیص داد، یا چنین توضیحی ممکن است و باید از جمله بر اساس آن یافت شود. الگوهای عمومیتوصیف ساختار و ماهیت ماده، جوهر و میدان."

الکتریسیته در طبقات مختلف موجودات زنده

در پایان قرن هجدهم، دانشمندان معروف گالوانی و ولتا، الکتریسیته را در حیوانات کشف کردند. اولین حیواناتی که دانشمندان برای تایید کشف خود روی آنها آزمایش کردند قورباغه بودند. سلول تحت تأثیر قرار می گیرد عوامل مختلفمحیط خارجی - محرک: فیزیکی - مکانیکی، دما، الکتریکی.

معلوم شد که فعالیت الکتریکی یک ویژگی جدایی ناپذیر ماده زنده است. الکتریسیته سلول‌های عصبی، ماهیچه‌ای و غده‌ای همه موجودات زنده را تولید می‌کند، اما این توانایی در ماهی‌ها بیشتر توسعه یافته است. بیایید پدیده الکتریسیته را در موجودات زنده خونگرم در نظر بگیریم.

در حال حاضر مشخص است که از 20 هزار. گونه های مدرنحدود 300 ماهی قادر به ایجاد و استفاده از میدان های بیوالکتریک هستند. بر اساس ماهیت تخلیه های تولید شده، این گونه ماهی ها به دو دسته بسیار الکتریکی و ضعیف تقسیم می شوند. اولی شامل مارماهی های الکتریکی آب شیرین آمریکای جنوبی، گربه ماهی برقی آفریقایی و پرتوهای الکتریکی دریایی است. این ماهی ها تخلیه های بسیار قدرتمندی تولید می کنند: به عنوان مثال مارماهی ها با ولتاژ تا 600 ولت، گربه ماهی - 350. ولتاژ جریان پرتوهای بزرگ دریا کم است، زیرا آب دریا رسانای خوبی است، اما قدرت جریان تخلیه آنها. به عنوان مثال، شعاع اژدر، گاهی اوقات به 60 آمپر می رسد.

ماهی های نوع دوم، به عنوان مثال، مورمیروس و سایر نمایندگان راسته نهنگ منقاری، ترشحات جداگانه ای را منتشر نمی کنند. آنها یک سری سیگنال های تقریباً پیوسته و ریتمیک (پالس) با فرکانس بالا را به داخل آب می فرستند، این میدان به اصطلاح به صورت خطوط نیرو خود را نشان می دهد. اگر جسمی که از نظر رسانایی الکتریکی با آب متفاوت است وارد میدان الکتریکی شود، پیکربندی میدان تغییر می‌کند: اجسام با رسانایی بیشتر نیلوفرهای نیرو را در اطراف خود متمرکز می‌کنند و آنهایی که رسانایی کمتری دارند آنها را پراکنده می‌کنند. ماهی ها این تغییرات را با استفاده از گیرنده های الکتریکی که در اکثر ماهی ها در ناحیه سر قرار دارند درک می کنند و محل جسم را تعیین می کنند. بنابراین، این ماهی ها مکان الکتریکی واقعی را انجام می دهند.

تقریباً همه آنها عمدتاً در شب شکار می کنند. برخی از آنها بینایی ضعیفی دارند، به همین دلیل است که در روند تکامل طولانی، این ماهی ها چنین روش عالی برای تشخیص غذا، دشمنان و اشیاء مختلف در فاصله ایجاد کرده اند.

تکنیک‌هایی که ماهی‌های برقی هنگام شکار طعمه و دفاع در برابر دشمنان استفاده می‌کنند، راه‌حل‌های فنی را به انسان در هنگام توسعه تأسیسات برای صید الکتریکی و دفع ماهی پیشنهاد می‌کنند. مدل‌سازی سیستم‌های مکان‌یابی ماهی‌های الکتریکی، چشم‌اندازهای استثنایی را باز می‌کند. در فناوری مدرن مکان یابی زیر آب، هیچ سیستم جستجو و تشخیصی وجود ندارد که به همان روش الکترومکانیتورهای ایجاد شده در کارگاه طبیعت کار کند. دانشمندان بسیاری از کشورها برای ایجاد چنین تجهیزاتی سخت کار می کنند.

آمفیبیدها

برای مطالعه جریان الکتریسیته در دوزیستان، آزمایش گالوانی را در نظر می گیریم. او در آزمایشات خود از پاهای عقب قورباغه ای که به ستون فقرات متصل است استفاده کرد. در حالی که این مواد را روی قلاب مسی از نرده آهنی بالکن آویزان می کرد، متوجه شد که وقتی اندام قورباغه در باد تکان می خورد، با هر لمس نرده، ماهیچه های آن منقبض می شود. بر این اساس، گالوانی به این نتیجه رسید که انقباض پاها ناشی از "الکتریسیته حیوانی" است که از نخاع قورباغه سرچشمه می گیرد و از طریق هادی های فلزی (قلاب و نرده بالکن) به عضلات اندام منتقل می شود. فیزیکدان الکساندر ولتا علیه اظهارات گالوانی در مورد "الکتریسیته حیوانی" صحبت کرد. در سال 1792، ولتا آزمایش‌های گالوانی را تکرار کرد و ثابت کرد که این پدیده‌ها را نمی‌توان «الکتریسیته حیوانی» در نظر گرفت. در آزمایش گالوانی، منبع فعلی نخاع قورباغه نبود، بلکه مداری بود که از فلزات غیرمشابه - مس و آهن تشکیل شده بود. حق با ولتا بود. اولین آزمایش گالوانی وجود "الکتریسیته حیوانی" را ثابت نکرد، اما این مطالعات توجه دانشمندان را به مطالعه پدیده های الکتریکی در موجودات زنده جلب کرد. در پاسخ به اعتراض ولتا، گالوانی آزمایش دوم را این بار بدون مشارکت فلزات انجام داد. او انتهای عصب سیاتیک را با قلاب شیشه ای روی عضله اندام قورباغه پرتاب کرد - و همزمان انقباض عضله نیز مشاهده شد. رسانایی یونی در یک موجود زنده نیز رخ می دهد.

تشکیل و جداسازی یون ها در ماده زنده با وجود آب در سیستم پروتئینی تسهیل می شود. ثابت دی الکتریک سیستم پروتئین به آن بستگی دارد.

حامل های بار در این مورد یون های هیدروژن - پروتون ها هستند. فقط در یک موجود زنده همه انواع رسانایی به طور همزمان تحقق می یابد.

رابطه بین رسانایی های مختلف بسته به مقدار آب در سیستم پروتئین تغییر می کند. امروزه مردم هنوز تمام خواص رسانایی الکتریکی پیچیده مواد زنده را نمی دانند. اما آنچه واضح است این است که آن خصوصیات اساساً متفاوت که فقط ذاتی موجودات زنده است به آنها بستگی دارد.

سلول تحت تأثیر عوامل محیطی مختلف - محرک ها: فیزیکی - مکانیکی، دما، الکتریکی است.

برق در حیات وحش Travnikov Andrey 9 "B"

الکتریسیته الکتریسیته مجموعه پدیده هایی است که در اثر وجود، فعل و انفعال و حرکت بارهای الکتریکی ایجاد می شود.

الکتریسیته در بدن انسان بدن انسان حاوی مقدار زیادی است مواد شیمیایی(مانند اکسیژن، پتاسیم، منیزیم، کلسیم یا سدیم) که با یکدیگر واکنش داده و انرژی الکتریکی تولید می کنند. در میان چیزهای دیگر، این اتفاق در فرآیندی به نام " تنفس سلولی» - استخراج انرژی لازم برای زندگی توسط سلول های بدن. به عنوان مثال، در قلب انسان سلول هایی وجود دارد که در فرآیند حفظ ریتم قلب، سدیم را جذب کرده و پتاسیم آزاد می کنند که باعث ایجاد بار مثبت در سلول می شود. هنگامی که بار به مقدار مشخصی می رسد، سلول ها توانایی تأثیرگذاری بر انقباضات عضله قلب را به دست می آورند.

رعد و برق رعد و برق یک تخلیه جرقه الکتریکی غول‌پیکر در جو است که معمولاً می‌تواند در هنگام رعد و برق رخ دهد و منجر به یک فلش نور درخشان و رعد و برق همراه شود.

برق در ماهی همه انواع ماهی های برقی دارای اندام خاصی هستند که برق تولید می کنند. با کمک آن، حیوانات شکار می کنند، از خود دفاع می کنند، با زندگی سازگار می شوند محیط آبی. اندام الکتریکی همه ماهی ها یکسان طراحی شده است، اما در اندازه و مکان متفاوت است. اما چرا هیچ اندام الکتریکی در هیچ حیوان خشکی یافت نشده است؟ دلیل این امر به شرح زیر است. فقط آب با نمک های حل شده در آن یک رسانای عالی الکتریسیته است که امکان استفاده از عمل جریان الکتریکی را از راه دور ممکن می کند.

نی نی برقی نی نی برقی - جوخه ماهی غضروفیکه در آن اندام های الکتریکی جفتی به شکل کلیه در طرفین بدن بین سر و باله های سینه ای قرار دارند. این راسته شامل 4 خانواده و 69 گونه است. دانه های برقی به دلیل توانایی خود در تولید بار الکتریکی شناخته می شوند که ولتاژ آن (بسته به نوع) از 8 تا 220 ولت متغیر است. ماهی های گز از آن به صورت دفاعی استفاده می کنند و می توانند طعمه یا دشمنان را بیهوش کنند. آنها در آب های گرمسیری و نیمه گرمسیری تمام اقیانوس ها زندگی می کنند

طول مارماهی برقی از 1 تا 3 متر، وزن تا 40 کیلوگرم. مارماهی برقی پوستی برهنه و بدون فلس دارد و بدن آن بسیار کشیده و در جلو گرد و تا حدودی در قسمت پشت فشرده شده است. رنگ مارماهی برقی بالغ قهوه ای زیتونی، زیر سر و گلو نارنجی روشن، لبه باله مقعدی روشن و چشم ها سبز زمردی است. تخلیه ای با ولتاژ تا 1300 ولت و جریان تا 1 آمپر ایجاد می کند. بار مثبت در جلوی بدنه و بار منفی در پشت است. اندام های الکتریکی توسط مارماهی برای محافظت در برابر دشمنان و برای فلج کردن طعمه که عمدتاً از ماهی های کوچک تشکیل شده است استفاده می شود.

مگس گیر ناهید گیاهی علفی کوچک با گل سرخی از 4 تا 7 برگ است که از یک ساقه کوتاه زیرزمینی رشد می کند. ساقه پیازی است. اندازه برگها از سه تا هفت سانتی متر متغیر است، بسته به زمان سال، برگهای تله بلند معمولاً پس از گلدهی تشکیل می شوند. در طبیعت از حشرات تغذیه می کند. حرکت برگ ها به دلیل یک ضربه الکتریکی اتفاق می افتد.

Mimosa pudica یک اثبات بصری عالی برای تجلی جریان های عمل در گیاهان مکانیسم چین خوردگی برگ تحت تأثیر محرک های خارجی در Mimosa pudica است که دارای بافت هایی است که می تواند به شدت منقبض شود. اگر جسم خارجی را به برگ های آن بیاورید، بسته می شوند. نام این گیاه از اینجا آمده است.

با تهیه این ارائه، چیزهای زیادی در مورد موجودات موجود در طبیعت و نحوه استفاده آنها از برق در زندگی خود آموختم.

منابع http://wildwildworld.net.ua/articles/elektricheskii-skat http://flowerrr.ru/venerina-muholovka http:// www.valleyflora.ru/16.html https://ru.wikipedia.org

در طبیعت زنده فرآیندهای زیادی با پدیده های الکتریکی مرتبط است. بیایید به برخی از آنها نگاه کنیم.

بسیاری از گل ها و برگ ها بسته به زمان و روز قابلیت بسته شدن و باز شدن را دارند. این ناشی از سیگنال های الکتریکی است که یک پتانسیل عمل را نشان می دهد. با استفاده از محرک های الکتریکی خارجی می توان برگ ها را مجبور کرد بسته شوند. علاوه بر این، بسیاری از گیاهان جریان آسیب را تجربه می کنند. بخش هایی از برگ ها و ساقه ها همیشه نسبت به بافت طبیعی دارای بار منفی هستند.

اگر یک لیمو یا یک سیب را بردارید و آن را برش دهید و سپس دو الکترود را روی پوست قرار دهید، تفاوت پتانسیل را تشخیص نمی دهند. اگر یک الکترود روی پوسته و دیگری به داخل خمیر اعمال شود، اختلاف پتانسیل ظاهر می شود و گالوانومتر ظاهر جریان را یادداشت می کند.

تغییر پتانسیل برخی از بافت های گیاهی در لحظه تخریب توسط دانشمند هندی بوز مورد مطالعه قرار گرفت. مخصوصاً قسمت بیرونی و داخلی نخود را با گالوانومتر به هم وصل کرد. او نخود را تا دمای 60 درجه سانتیگراد گرم کرد و پتانسیل الکتریکی 0.5 ولت ثبت شد.

وقتی تحریک شد، پتانسیل عمل پدید آمد. واکنش میموزا آنی نبود، اما با 0.1 ثانیه تاخیر داشت. علاوه بر این، نوع دیگری از تحریک، به اصطلاح موج آهسته، که هنگام آسیب ظاهر می شود، در مسیرهای میموزا منتشر می شود. این موج از امتداد جوانه ها عبور می کند و به ساقه می رسد و باعث ایجاد پتانسیل عمل می شود که در طول ساقه منتقل می شود و منجر به پایین آمدن برگ های مجاور می شود. میموزا با حرکت دادن برگ به تحریک پد با جریان 0.5 میکروآمپر واکنش نشان می دهد. حساسیت زبان انسان 10 برابر کمتر است.

پدیده های کمتر جالب مرتبط با الکتریسیته را نمی توان در ماهی یافت. یونانیان باستان از ملاقات با ماهی در آب که باعث یخ زدن حیوانات و مردم می شد، محتاط بودند. این ماهی یک گز برقی بود و نام آن اژدر بود.

نقش برق در زندگی ماهی های مختلف متفاوت است. برخی از آنها از اندام های خاصی برای ایجاد تخلیه های الکتریکی قدرتمند در آب استفاده می کنند. به عنوان مثال، مارماهی آب شیرین چنان تنشی ایجاد می کند که می تواند حمله دشمن را دفع کند یا قربانی را فلج کند. اندام های الکتریکی ماهی از ماهیچه هایی تشکیل شده است که توانایی انقباض را از دست داده اند. بافت عضلانی به عنوان رسانا و بافت همبند به عنوان عایق عمل می کند. اعصاب از نخاع به اندام می رود. اما به طور کلی یک ساختار صفحه ریز از عناصر متناوب است. مارماهی دارای 6000 تا 10000 عنصر است که به صورت متوالی به هم متصل شده اند تا یک ستون را تشکیل دهند و حدود 70 ستون در هر اندام در امتداد بدن قرار دارند.

در بسیاری از ماهی ها (همینارک، چاقوی ماهی، گناتونموس) سر دارای بار مثبت و دم بار منفی است، اما در گربه ماهی برقی برعکس، دم دارای بار مثبت و سر دارای بار منفی است. آنها خواص الکتریکیماهی ها هم برای حمله و دفاع و هم برای یافتن طعمه، حرکت در آب آشفته و شناسایی حریفان خطرناک استفاده می شوند.

ماهی های الکتریکی ضعیفی نیز وجود دارند. هیچ اندام الکتریکی ندارند. اینها ماهی های معمولی هستند: کپور صلیبی، کپور، مینا و غیره. آنها میدان الکتریکی را حس می کنند و سیگنال الکتریکی ضعیفی از خود ساطع می کنند.

ابتدا زیست شناسان رفتار عجیب یک ماهی کوچک آب شیرین - گربه ماهی آمریکایی - را کشف کردند. او احساس کرد که یک چوب فلزی در آب با فاصله چند میلی متری به او نزدیک می شود. دانشمند انگلیسی هانس لیسمان در یک پوسته پارافین یا شیشه ای محصور شده است اشیاء فلزی، آنها را در آب فرو برد، اما نتوانست گربه ماهی نیل و ژیمنارچوس را فریب دهد. ماهی احساس فلز کرد. در واقع، معلوم شد که ماهی ها اندام های خاصی دارند که قدرت میدان الکتریکی ضعیف را درک می کنند.

دانشمندان با آزمایش حساسیت گیرنده های الکتریکی در ماهی، آزمایشی را انجام دادند. آکواریوم رو با ماهی بست پارچه تیرهیا کاغذ و آهنربای کوچکی را در نزدیکی هوا حرکت داد. ماهی میدان مغناطیسی را احساس کرد. سپس محققان به سادگی دستان خود را در نزدیکی آکواریوم حرکت دادند. و او حتی به ضعیف ترین میدان بیوالکتریک ایجاد شده توسط دست انسان واکنش نشان داد.

ماهی ها میدان الکتریکی را بدتر و حتی گاهی بهتر از حساس ترین ابزارهای جهان ثبت می کنند و کوچکترین تغییری در شدت آن مشاهده می کنند. همانطور که مشخص است، ماهی ها نه تنها "گالوانومتر" شناور هستند، بلکه "ژنراتورهای الکتریکی" شناور نیز هستند. آنها یک جریان الکتریکی به آب ساطع می کنند و یک میدان الکتریکی در اطراف خود ایجاد می کنند که بسیار قوی تر از آن است که در اطراف سلول های زنده معمولی ایجاد می شود.

با کمک سیگنال های الکتریکی، ماهی ها حتی می توانند به روشی خاص "صحبت کنند". به عنوان مثال، مارماهی ها وقتی غذا می بینند، شروع به تولید پالس های فعلی با فرکانس معین می کنند و در نتیجه همنوعان خود را جذب می کنند. و اگر دو ماهی در یک آکواریوم قرار گیرند، دفعات تخلیه الکتریکی آنها بلافاصله افزایش می یابد.

رقبای ماهی ها قدرت حریف خود را با قدرت سیگنال هایی که منتشر می کنند تعیین می کنند. حیوانات دیگر چنین احساساتی ندارند. چرا فقط ماهی ها دارای این خاصیت هستند؟

ماهی ها در آب زندگی می کنند. آب دریایک راهنمای فوق العاده امواج الکتریکی در آن، بدون تضعیف، هزاران کیلومتر منتشر می شود. علاوه بر این، ماهی ها دارند ویژگی های فیزیولوژیکیساختار ماهیچه ای که با گذشت زمان به "مولدهای زنده" تبدیل شد.

توانایی ماهی در تجمع انرژی الکتریکی، آنها را به باتری های ایده آل تبدیل می کند. اگر امکان درک جزئیات بیشتر از جزئیات عملکرد آنها وجود داشت، انقلابی در فناوری از نظر ایجاد باتری رخ می داد. مکان یابی الکتریکی و ارتباط زیر آب ماهی ها امکان توسعه سیستمی برای ارتباط بی سیم بین یک کشتی ماهیگیری و یک ترال را فراهم کرد.

مناسب است با بیانیه ای پایان دهیم که در کنار یک آکواریوم شیشه ای معمولی با بند برقی که در نمایشگاه انجمن سلطنتی انگلیس در سال 1960 ارائه شده بود، نوشته شده بود. دو الکترود به داخل آکواریوم پایین آمدند که یک ولت متر به آن وصل شد. هنگامی که ماهی در حال استراحت بود، ولت متر 0 ولت را نشان داد، زمانی که ماهی در حال حرکت بود - 400 ولت. انسان هنوز نمی تواند ماهیت این پدیده الکتریکی را که مدت ها قبل از تشکیل انجمن سلطنتی انگلستان مشاهده شده بود، کشف کند. معمای پدیده های الکتریکی در طبیعت زنده هنوز ذهن دانشمندان را به هیجان می آورد و راه حلی می طلبد.

از زمان‌های قدیم، مردم می‌دانستند که ماهی‌های «الکتریکی» مانند مارماهی یا مارماهی وجود دارند که تخلیه‌ای شبیه به تخلیه خازن ایجاد می‌کنند. و به این ترتیب، پروفسور آناتومی در دانشگاه بولونیا، لوئیجی گالوانی (1737-1798)، تصمیم گرفت تا دریابد که آیا حیوانات دیگر این توانایی را دارند یا خیر. در سال 1780 قورباغه مرده ای را تشریح کرد و پای قورباغه را روی سیم مسی بالکن آویزان کرد تا خشک شود. باد پنجه را تکان داد و گالوانی متوجه شد که وقتی نرده آهنی را لمس کرد، درست مانند یک موجود زنده منقبض شد. گالوانی از این نتیجه اشتباه (چنان که بعداً مشخص شد) نتیجه گیری کرد که ماهیچه ها و اعصاب حیوانات برق تولید می کنند.

این نتیجه گیری در مورد قورباغه نادرست بود. در این میان ماهی هایی که برق تولید می کنند و در مقادیر قابل توجهی وجود دارند و بسیار رایج هستند. در اینجا چیزی است که دانشمند، متخصص در این زمینه N.I Tarasov در این باره می نویسد.

در دریاهای گرم و گرمسیری، در رودخانه های آفریقا و آمریکای جنوبیچندین ده گونه ماهی وجود دارد که می توانند گهگاه یا دائماً تخلیه الکتریکی با قدرت های متفاوت ساطع کنند. این ماهی ها از جریان الکتریکی خود نه تنها برای دفاع و حمله، بلکه برای سیگنال دادن به یکدیگر و شناسایی موانع (موقعیت) از قبل استفاده می کنند. اندام های الکتریکی فقط در ماهی ها یافت می شوند. اگر حیوانات دیگر آنها را داشتند، دانشمندان از مدتها قبل این را می دانستند.

ماهی های برقی میلیون ها سال است که روی زمین وجود داشته اند. بقایای آنها در لایه های بسیار باستانی پیدا شد پوسته زمین. روی گلدان های یونان باستان تصاویری از یک اژدر برقی وجود دارد.

در نوشته های نویسندگان و طبیعت شناسان یونان و روم باستان، اشارات زیادی به قدرت شگفت انگیز و غیرقابل درک اژدر وجود دارد. پزشکان روم باستانآنها این ماهی های گز را در خانه در آکواریوم های بزرگ نگهداری می کردند. آنها سعی کردند از اژدر برای معالجه بیماری ها استفاده کنند: بیماران مجبور می شدند تا نی را لمس کنند و به نظر می رسید که بیماران از شوک الکتریکی بهبود می یابند.

حتی در زمان ما در سواحل مدیترانه و سواحل اقیانوس اطلس شبه جزیره ایبریافراد مسن گاهی در آب های کم عمق سرگردان هستند - آنها امیدوارند با اژدر الکتریکی "شفابخش" از روماتیسم یا نقرس درمان شوند.

برق در داشبورد در اندام های خاص - "باتری های الکتریکی" تولید می شود. آنها بین سر و باله های سینه ای قرار دارند و از صدها ستون شش ضلعی از ماده ژلاتینی تشکیل شده اند. ستون ها توسط پارتیشن های متراکم از یکدیگر جدا می شوند که اعصاب به آنها نزدیک می شوند. نوک و پایه ستون ها با پوست پشت و شکم در تماس است. اعصاب منتهی به اندام های الکتریکی بسیار توسعه یافته اند و حدود نیم میلیون انتهای درون «باتری» دارند.
در چند ده ثانیه، اژدر صدها و هزاران ترشحات کوتاه منتشر می کند و از شکم به پشت سرازیر می شود. ولتاژ U انواع مختلفدامنه ها بین 80 تا 300 ولت با جریان 7 تا 8 آمپر است.

در آب های دریاهای ما، گونه هایی از خارهای خاردار زندگی می کنند - رایا، یا به قول ما روباه های دریایی. تأثیر اندام های الکتریکی این اژدرها بسیار ضعیف تر از اژدر است. می توان فرض کرد که اندام های الکتریکی ضعیف اما به خوبی توسعه یافته رای در خدمت آنها برای برقراری ارتباط با یکدیگر و ایفای نقش یک تلگراف بی سیم است.

اخیراً دانشمندان کشف کرده اند که ماهی آب شیرین آفریقایی Gymnarhus به طور مداوم سیگنال های الکتریکی ضعیف اما مکرر در طول زندگی خود منتشر می کند. با آنها، به نظر می رسد ژیمناروس فضای اطراف خود را بررسی می کند. با اطمینان در آب گل آلود، در میان جلبک ها و سنگ ها شنا می کند، بدون اینکه با بدنش هیچ مانعی را لمس کند. همین توانایی به اقوام "کم جریان" مارماهی برقی - ژیمناستیک آمریکای جنوبی و ماهی آفریقایی Mormyrops - داده شده است.

در بخش شرقی آب‌های استوایی اقیانوس آرام، پرتوی دیسکوپیگ پشتی زندگی می‌کند. نوعی موقعیت میانی بین اژدر و شیب های خاردار را اشغال می کند. ماهی تار از سخت پوستان کوچک تغذیه می کند و به راحتی آنها را بدون استفاده از جریان الکتریکی بدست می آورد. تخلیه الکتریکی او نمی تواند کسی را بکشد و احتمالا فقط برای دفع شکارچیان به او خدمت می کند.

فقط ماهی های خاری نیستند که اندام های الکتریکی دارند. بدن گربه ماهی رودخانه آفریقایی، Malapterurus، مانند یک پوست خز در یک لایه ژلاتینی پیچیده شده است که در آن جریان الکتریکی تشکیل می شود. اندام های الکتریکی حدود یک چهارم وزن کل گربه ماهی را تشکیل می دهند. ولتاژ تخلیه این ماهی به 360 ولت می رسد. برای انسان ناامن و البته برای ماهی کشنده است.

در هند، اقیانوس آرام و اقیانوس اطلس، در دریای مدیترانه و دریای سیاه ماهی های کوچکی زندگی می کنند که شبیه گوبی ها هستند - ستاره نگر. آنها معمولاً در کف ساحلی دراز می کشند و در کمین شکار هستند که از بالا شنا می کند. بنابراین، چشمان آنها که در قسمت بالایی سر قرار دارد، به سمت بالا نگاه می کنند. نام آنها از اینجا آمده است. برخی از گونه‌های ستاره‌نگاران دارای اندام‌های الکتریکی هستند که در حفره چشم قرار دارند و احتمالاً فقط برای سیگنال‌دهی به کار می‌روند.

مارماهی الکتریکی در رودخانه های گرمسیری آمریکای جنوبی زندگی می کند. این ماهی مار مانند آبی خاکستری است که طول آن تا 3 متر است. آنها از 6000 تا 7000 صفحه تشکیل شده اند که توسط یک پوسته نازک از یکدیگر جدا شده و توسط جدا کننده های یک ماده ژلاتینی جدا شده اند. صفحات نوعی باتری را تشکیل می دهند که تخلیه را در جهت از دم به سر ایجاد می کنند. جریان مارماهی برای کشتن ماهی یا قورباغه در آب کافی است. افرادی که در رودخانه شنا می کنند نیز اوقات بدی دارند: اندام الکتریکی مارماهی ولتاژ چند صد ولت تولید می کند. هنگامی که مارماهی در یک قوس خم می شود به طوری که قربانی بین دم و سر خود قرار می گیرد، یک ولتاژ جریان قوی به ویژه توسط مارماهی تولید می شود: یک حلقه الکتریکی بسته به دست می آید.

تخلیه الکتریکی مارماهی باعث جذب سایر مارماهی های نزدیک می شود. از این خاصیت آکنه می توان به صورت مصنوعی نیز استفاده کرد. با تخلیه هر منبع برق در آب، جذب یک گله کامل از مارماهی ها تنها لازم بود که ولتاژ و فرکانس تخلیه مناسب را انتخاب کنید.

تخمین زده می شود که 10000 مارماهی می توانند یک قطار الکتریکی را در عرض چند دقیقه تامین کنند. اما پس از آن قطار برای چند روز ایستاد تا مارماهی ها انرژی الکتریکی خود را به دست آورند