Villamos energia a természetben. Előadás Projekt biológia elektromosság élő szervezetekben

Az ember nemrég, valamivel több mint száz éve kezdte használni az áramot. Az állatvilágban sok millió év óta használják az áramot. Néhány halfaj elektromos áramot képes előállítani. Elektromos áramok segítségével megölik az áldozatot, megvédik magukat az ellenségektől és ... kommunikálnak.

Elektromos harcsa

A macskacápák képesek felismerni a zsákmányt, amelyet az alsó iszapba temettek a Föld elektromos mezőjének helyi változásai, speciális érzékszervek (az úgynevezett Lorenzini ampullák) segítségével, amelyek szétszóródtak a test felszínén, különösen a fej közelében.

Az afrikai halászok megérezik a harcsa áram erejét, amikor beakadnak. A halakból érkező áram a vonal mentén, a rúd mentén mozog, és a halász kezét érinti. Szerencsére a harcsa áramütése nem halálos. De voltak esetek, amikor egy elektromos harcsára lépő személy egy időre elvesztette az eszméletét.

Más halak nemcsak érzékenyek a környezet elektromos mezőinek változásaira, hanem maguk is képesek kicsi vagy nagy erő... Az Atlanti -óceán keleti részén és a Földközi -tengeren elterjedt közönséges csík eléri a 60 cm hosszúságot, és 50 voltos kisülést ad. Ez elég ahhoz, hogy elkábítsuk vagy megöljük a táplálékát alkotó kishalakat és rákféléket. Az emberek számára a közönséges csípő gyakorlatilag nem veszélyes. Ennek a halnak a kis elektromos kisülése erős csipetnek tűnik számára. Sokkal veszélyesebb a Torpedo nemzetség legnagyobb csípője, amely szintén az Atlanti -óceánban és a Földközi -tengeren él. A hal hossza eléri a két métert, súlya körülbelül 100 kg. Ez az óriás az elektromos sugarak között képes akár 200 voltos feszültségű elektromos áramot generálni. Az ilyen teljesítményű elektromos áram kisülése, különösen sós vízben, képes alaposan megrázni az embert.

Elektromos harcsa él a híres afrikai Nílus folyó vizeiben. Ez a nagy kövér hal akár egy méter hosszú is lehet. Háta sötétbarna, oldala barna, hasa sárga. Ez a lusta, ülő hal élete nagy részét a fenekén heverve tölti. A harcsa elektromos "eszköz" teljesítménye nagyon magas, és több lehet, mint a városi háztartási elektromos hálózatban.

Elektromos angolna

Egy másik kontinensen, Dél -Amerikában van egy elektromos angolna. Hosszú, lekerekített hal, sima, vízkőmentes bőrrel. Általában a hossza nem haladja meg az egy métert. Néha akár három méter hosszú elektromos angolnát is találnak. Az angolnák zöldes-barna színűek. A torok világos narancssárga.

Az elektromos angolna hozza létre a legerősebb feszültséget. Nagy egyéneknél az elektromos kisülések teljesítménye elérheti a 660 voltot. Ez majdnem háromszor több, mint egy lakásaljzatban.

Az angolna főleg az áldozat megölésére használja az elektromos áramot. A halakhoz vagy békákhoz közeledve az elektromos angolna félelmetes fegyverét használja, és az áldozat megbénul vagy meghal. Az angolna lassan közeledik az immobilizált áldozathoz, és lenyeli.

A nílusi hosszúorrú harcsa elektromos energiát használ fel ellenségeinek felderítésére. A farkában elektromos "eszköz" van, melynek segítségével állandó elektromos felhőt képez a teste körül. Amint egy állat belép ebbe a felhőbe, a hosszú ormány azonnal érzi, hogy valami nincs rendben. Az elektromos felhő megváltoztatásával nemcsak a tárgy méretét, hanem alakját is meg tudja határozni. Miután megvizsgálta a betolakodót, a halak eldöntik, mit tegyenek: vagy a lehető leghamarabb elmenekülnek, vagy mélyebbre ásnak az iszapban, vagy maradnak.

Elektromos Stingray

A halak állandó élőhelye - a víz - nagy elektromos vezetőképességgel rendelkezik. Emiatt elektromos mezők Az élő generátorok által generált energia szinte veszteség nélkül eléri más halak érzékeny sejtjeit, és így lehetővé válik az elektromos jel jelentős távolságon keresztül történő továbbítása.

Az elektromos halaknál az első ütések a legerősebbek, a későbbiek pedig egyre gyengébbek. Ahhoz, hogy ismét erős áramütést okozzon, a halaknak fel kell töltődniük: nyugodtan feküdjenek az alján.

Az elektromosság segítségével a halak 7-10 méter távolságban "tudnak beszélni". Két nílusi harcsát akváriumba helyeztek, amelyeket egy réteg ruhával választottak el, hogy a halak ne lássák egymást. Speciális eszközök segítségével meg lehetett állapítani, hogy a halak folyamatosan kommunikálnak egymással elektromos jelek segítségével. Ha egy halat megzavartak - pálcával megérintettek, az elektromos kisülések kialakulásával tiltakozott. A második szintén nem maradt közömbös.

A természetben, amikor felosztanak egy területet, a harcsa lemeríti elektromos akkumulátorát úgy, hogy egymással szemben sorakozik. Ha az erők egyenlőtlenek, akkor egy hosszú ormány egyszerűen "anélkül, hogy egy szót is engedne", elnyomja az ellenség kisüléseit, és sietve hátralép. A harcokban a harcsa egy létfontosságú elektromos szervvel próbálja leharapni az ellenfél farokszárát.

"Elektromosság az élő szervezetekben"

Mi van, ki nyitott, mi az áram

Miletsky Thales először hívta fel a figyelmet az elektromos töltésre. Kísérletet végzett, gyapjúval dörzsölte a borostyánt, az ilyen egyszerű mozdulatok után a borostyán birtokolni kezdte azt a tulajdonságot, hogy vonzza a kis tárgyakat. Ez a tulajdonság inkább hasonlít a mágnesességhez, mint az elektromos töltésekhez. 1600 -ban azonban Hilbert különbséget tett a kettő között.

1747-53 -ban B. Franklin felvázolta az elektromos jelenségek első, következetes elméletét, amely végül létrejött elektromos természet villámcsapás és feltalált egy villámhárítót.

A 18. század második felében. megkezdődött az elektromos és mágneses jelenségek mennyiségi vizsgálata. Megjelentek az első mérőműszerek - különböző kialakítású elektroszkópok, elektrométerek. G. Cavendish (1773) és C. Coulomb (1785) kísérletileg megalkották az állópontú elektromos töltések kölcsönhatásának törvényét (Cavendish munkái csak 1879 -ben jelentek meg). Az elektrosztatika ezen alaptörvénye (Coulomb -törvény) először lehetővé tette egy módszer létrehozását az elektromos töltések mérésére a köztük lévő kölcsönhatási erők által.

Az ökológia tudományának fejlődésének következő szakasza a 18. század végi felfedezéshez kapcsolódik. L. Galvani "állati áram"

Az elektromosság és az elektromos töltések tanulmányozásának fő tudósa Michael Faraday. Kísérletek segítségével bebizonyította, hogy az elektromos töltések és áramok hatása nem függ azok megszerzésének módjától. Szintén 1831 -ben Faraday felfedezte az elektromágneses indukciót - az elektromos áram gerjesztését a váltakozó mágneses térben elhelyezkedő áramkörben. 1833 - 34 -ben Faraday megalkotta az elektrolízis törvényeit; munkái megalapozták az elektrokémiát.

Tehát mi az elektromosság. Az elektromosság olyan jelenségek halmaza, amelyeket elektromos töltésű testek vagy részecskék létezése, mozgása és kölcsönhatása okoz. Az elektromosság jelensége szinte mindenhol megtalálható.

Például, ha erősen dörzsöl egy műanyag fésűt a hajába, papírdarabok tapadnak rá. És ha egy lufit dörzsöl az ujjába, az a falhoz tapad. A borostyán, a műanyagok és számos más anyag súrlódása elektromos töltést hoz létre bennük. Maga az "elektromos" szó a latin electrum szóból származik, jelentése "borostyán".

Honnan származik az áram?

A körülöttünk lévő tárgyak milliónyi elektromos töltést tartalmaznak, amelyek atomokban lévő részecskékből állnak - minden anyag alapja. A legtöbb atommag kétféle részecskét tartalmaz: neutronokat és protonokat. A neutronoknak nincs elektromos töltésük, míg a protonoknak pozitív töltésük van. Még egy részecske forog a mag körül - elektronok negatív töltéssel. Jellemzően minden atomnak azonos számú protonja és elektronja van, amelyek azonos méretű, de ellentétes töltései kioltják egymást. Ennek eredményeként nem érezünk töltést, és az anyag töltetlennek minősül. Ha azonban bármilyen módon megsértjük ezt az egyensúlyt, akkor ennek az objektumnak általános pozitív vagy negatív töltése lesz, attól függően, hogy mely részecskék maradnak benne többet - protonok vagy elektronok.

Az elektromos töltések egymásra hatnak. A pozitív és negatív töltések vonzzák egymást, míg két negatív vagy két pozitív töltés taszítja egymást. Ha negatív töltésű vonalat hozunk az objektumhoz, akkor az objektum negatív töltései a másik végükbe kerülnek, a pozitív töltések pedig éppen ellenkezőleg, közelebb kerülnek a vonalhoz. A vonal és a tárgy pozitív és negatív töltései vonzzák egymást, és a tárgy ragaszkodik a vonalhoz. Ezt a folyamatot elektrosztatikus indukciónak nevezik, és azt mondják, hogy az objektum a vezeték elektrosztatikus mezőjében van.

Mi az, ki nyitott, mik az élő szervezetek

Az élő szervezetek a biológia fő tárgyai. Az élő szervezetek nem csak beleilleszkednek létező világ, de speciális korlátok segítségével is elszigetelődtek tőle. A környezet, amelyben az élő szervezetek kialakultak, az események térbeli-időbeli folytonossága, vagyis a fizikai világ jelenségeinek halmaza, amelyet a Föld és a Nap jellemzői és helyzete határoz meg.

A megfontolás kényelme érdekében minden élőlényt különböző csoportokra és kategóriákra osztanak, amelyek osztályozásuk biológiai rendszerét alkotják. Legáltalánosabb felosztásuk nukleáris és nem nukleáris. A testet alkotó sejtek száma szerint egysejtűekre és többsejtűekre oszlanak. Az egysejtű élőlények kolóniái különleges helyet foglalnak el közöttük.

Minden élő szervezetre, azaz növények és állatok érintettek abiotikus tényezők környezet (tényezők élettelen természet), különösen a hőmérséklet, a fény és a nedvesség. Az élettelen természetű tényezők hatásától függően a növényeket és az állatokat különböző csoportokra osztják, és alkalmazkodnak ezekhez az abiotikus tényezőkhöz.

Mint már említettük, az élő szervezetek továbbterjednek nagyszámú... Ma az élőlényekre gondolunk, meleg- és hidegvérűekre osztva:

állandó testhőmérséklettel (melegvérű);

inkonzisztens testhőmérséklettel (hidegvérű).

Változó testhőmérsékletű élőlények (halak, kétéltűek, hüllők). Állandó testhőmérsékletű szervezetek (madarak, emlősök).

Hogyan kapcsolódik össze a fizika és az élő szervezetek?

Az élet lényegének, eredetének és fejlődésének megértése határozza meg az emberiség egész jövőjét a Földön, mint élő faj. Természetesen jelenleg hatalmas mennyiségű anyag halmozódott fel, ennek alapos tanulmányozása folyik, különösen a molekuláris biológia és a genetika területén, vannak fejlesztési sémák vagy modellek, van még egy személy gyakorlati klónozása is.

Ezenkívül a biológia sok érdekes és fontos részletet nyújt az élő szervezetekről, hiányzik valami alapvető. Maga a "fizika" szó Arisztotelész szerint "fizika" - természet. Valójában a Világegyetem minden anyaga, és így mi magunk is atomokból és molekulákból áll, amelyekre vonatkozóan már kvantitatív és általánosan helyes törvényei vannak a viselkedésüknek, beleértve a kvantum-molekuláris szintet is.

Ezenkívül a fizika fontos tényező volt és marad általános fejlődés az élő szervezetek tanulmányozása általában. Ebben az értelemben a fizika, mint kulturális jelenség, és nem csak mint tudásterület, megteremti azt a szociokulturális megértést, amely legközelebb áll a biológiához. Valószínűleg a fizikai megismerésben tükröződnek a gondolkodási stílusok. A tudás és önmagának logikai és módszertani vonatkozásai természettudomány ismert, hogy szinte teljes egészében a fizikai tudományok tapasztalatain alapulnak.

Ezért az élőlények tudományos megismerésének feladata talán az, hogy alátámassza a fizikai modellek és fogalmak felhasználásának lehetőségét a természet és a társadalom fejlődésének meghatározására a fizikai törvények és a tudományos elemzés az élő szervezetben zajló folyamatok mechanizmusáról szerzett ismeretek. Ahogy M.V. mondta 25 évvel ezelőtt. Volkenstein szerint „a biológiában, mint az élőlények tudományában csak két út lehetséges: vagy lehetetlen elismerni, hogy az élet magyarázata a fizika és a kémia alapján lehetetlen, vagy ilyen magyarázat lehetséges, és meg kell találni, beleértve olyan általános törvények alapján, amelyek jellemzik az anyag, anyag és területek szerkezetét és természetét ".

Elektromosság az élő szervezetek különböző osztályaiban

A 18. század végén a híres tudósok, Galvani és Volta felfedezték az állatok elektromosságát. Az első állatok, amelyeken a tudósok kísérleteket végeztek felfedezésük megerősítésére, a békák voltak. A sejtet különböző környezeti tényezők befolyásolják - ingerek: fizikai - mechanikai, hőmérséklet, elektromos;

Az elektromos tevékenység az élő anyag szerves tulajdonságának bizonyult. Az elektromosság minden élőlény ideg-, izom- és mirigysejtjét állítja elő, de ez a képesség leginkább a halakban fejlődik ki. Tekintsük az elektromosság jelenségét melegvérű élő szervezetekben.

Jelenleg ismert, hogy 20 ezerből modern fajok mintegy 300 hal képes bioelektromos mezők létrehozására és felhasználására. A keletkező kisülések jellege szerint az ilyen halakat nagy elektromos és alacsony villamos energiára osztják. Az előbbiek közé tartozik az édesvízi dél -amerikai elektromos angolna, az afrikai elektromos harcsa és az elektromos csík. Ezek a halak nagyon erőteljes kisülést eredményeznek: például az angolnák, amelyek feszültsége eléri a 600 voltot, a harcsa - 350. A nagy csípők áramfeszültsége nem magas, mivel a tengervíz jó vezető, de a kisülések áramerőssége például a Torpedo stingray, néha eléri a 60 ampert.

A második típusú halak, például a mormyrus és a csőr alakú halak rendjének más képviselői nem bocsátanak ki külön kibocsátásokat. Szinte folyamatos és ritmikus, nagyfrekvenciás jelek (impulzusok) sorozatát küldik a vízbe, ez a mező úgynevezett erővonalak formájában nyilvánul meg. Ha egy olyan tárgy, amely elektromos vezetőképességében különbözik a víztől, elektromos mezőbe kerül, megváltozik a mező konfigurációja: a nagyobb vezetőképességű tárgyak sűrítik körül a liliomokat, és kisebb vezetőképességgel szétszórják őket. A halak ezeket a változásokat a legtöbb hal fejrészében található elektromos receptorok segítségével érzékelik, és meghatározzák az objektum helyét. Ily módon ezek a halak valódi elektromos helymeghatározást végeznek.

Szinte mindegyik főleg éjszaka vadászik. Némelyikük gyengén lát, ezért a hosszú fejlődés során ezek a halak olyan tökéletes módszert fejlesztettek ki az élelmiszerek, ellenségek és különböző tárgyak távoli észlelésére.

Az elektromos halak által zsákmányszerzésre és ellenségek elleni védekezésre alkalmazott technikák technikai megoldásokat javasolnak az embernek, amikor olyan berendezéseket fejlesztenek ki, amelyek elektromossá teszik és elriasztják a halakat. Kivételes kilátásokat nyit a halak elhelyezésére szolgáló elektromos rendszerek szimulációja. A modern víz alatti helymeghatározási technológiában még mindig nincsenek olyan keresési és észlelési rendszerek, amelyek a természet műhelyében létrehozott elektrolokatorok modelljén és hasonlatosságán működnének. Sok ország tudósai keményen dolgoznak az ilyen berendezések létrehozásán.

FÖLDVÍZ

A kétéltűek áramának tanulmányozásához vegyük a Galvani kísérletet. Kísérleteiben a béka hátsó lábát használta a gerinchez kötve. Ezeket a készítményeket egy réz horogra akasztva az erkély vaskorlátjáról, észrevette, hogy amikor a béka végtagjai meginognak a szélben, izmaik összehúzódnak a korlát minden egyes érintésére. Ez alapján Galvani arra a következtetésre jutott, hogy a lábak rángatózását a béka gerincvelőjéből származó "állati elektromosság" okozza, és fémvezetőkön (a horogon és az erkélysínen) keresztül a végtagok izmaiba terjed. Alexander Volta fizikus ellenezte ezt a Galvani -féle „állati villamos energiáról” szóló javaslatot. 1792 -ben Volta megismételte Galvani kísérleteit, és megállapította, hogy ezek a jelenségek nem tekinthetők "állati áramnak". Galvani kísérletében a jelenlegi forrás nem a béka gerincvelője volt, hanem különböző fémekből - rézből és vasból - kialakított lánc. Volta -nak igaza volt. Galvani első kísérlete nem bizonyította az "állati elektromosság" jelenlétét, de ezek a tanulmányok felkeltették a tudósok figyelmét az élő szervezetek elektromos jelenségeinek vizsgálatára. Volta ellenvetésére Galvani második kísérletet hajtott végre, ezúttal a fémek részvétele nélkül. Az ülőideg végét üveghoroggal dobta a béka végtagjának izomzatára - és ezzel egyidejűleg izomösszehúzódást is megfigyeltek. Egy élő szervezetben ionos vezetést is végeznek.

Az ionok képződését és elválasztását az élő anyagban elősegíti a víz jelenléte a fehérjerendszerben. A fehérjerendszer dielektromos állandója attól függ.

Ebben az esetben a töltéshordozók hidrogénionok - protonok. Csak az élő szervezetben valósul meg minden típusú vezetés egyszerre.

A különböző vezetőképességek aránya a fehérjerendszer vízmennyiségétől függően változik. Ma még az emberek nem ismerik az élő anyag összetett elektromos vezetőképességének minden tulajdonságát. De világos, hogy azok az alapvetően eltérő tulajdonságok, amelyek csak az élőlényekben rejlenek, függnek tőlük.

A sejtet különböző környezeti tényezők - ingerek befolyásolják: fizikai - mechanikai, hőmérséklet, elektromos.

Villamos energia a vadon élő állatokban Travnikov Andrey 9 "B"

Villamos energia A villamos energia olyan jelenségek halmaza, amelyeket az elektromos töltések létezése, kölcsönhatása és mozgása okoz.

Elektromosság az emberi testben Az emberi test sok mindent tartalmaz kémiai anyagok(például oxigén, kálium, magnézium, kalcium vagy nátrium), amelyek egymással reagálva elektromos energiát termelnek. Többek között ez történik az ún. sejtlégzés"- a test sejtjei kinyerik az élethez szükséges energiát. Például az emberi szívben vannak olyan sejtek, amelyek a szívfrekvencia fenntartása során elnyelik a nátriumot és káliumot választanak ki, ami pozitív töltést hoz létre a sejtben. Amikor a töltés eléri egy bizonyos értéket, a sejtek megszerzik azt a képességet, hogy befolyásolják a szívizom összehúzódásait.

Villám A villámlás egy óriási elektromos szikra kisülés a légkörben, amely általában zivatar idején fordulhat elő, és amelyet fényes fényvillanás és az azt kísérő mennydörgés jelez.

Elektromos energia a halakban Minden típusú elektromos halnak van egy speciális szerve, amely áramot termel. Segítségével az állatok vadásznak, védekeznek, alkalmazkodva az élethez vízi környezet... Az elektromos orgona minden hal esetében azonos módon van kialakítva, de mérete és helye eltér. De miért nem találtak elektromos szervet egyetlen szárazföldi állatban sem? Ennek oka a következő. Csak a víz, amelyben sók vannak feloldva, kiváló villamosenergia -vezető, amely lehetővé teszi az elektromos áram hatásának távoli használatát.

Elektromos csík Az elektromos csípőporc a porcos halak csoportja, amelyben a vese alakú párosított elektromos szervek a test oldalán találhatók a fej és a mellúszó között. A különítmény 4 családot és 69 fajt tartalmaz. Az elektromos sugarak arról ismertek, hogy képesek elektromos töltést előállítani, amelynek feszültsége (típustól függően) 8-220 volt között mozog. A szúnyogok védekezésben használják, és elkábíthatják a zsákmányt vagy az ellenséget. Minden óceán trópusi és szubtrópusi vizeiben élnek.

Elektromos angolna Hossza 1-3 m, súlya 40 kg. Az elektromos angolna bőre csupasz, pikkelyek nélkül, a teste erősen megnyúlt, az elülső részen lekerekített és a hátsó részen oldalról kissé összenyomott. A felnőtt elektromos angolnák színe olívabarna, a fej és a torok alsó része világos narancssárga, az anális uszony széle világos, a szem smaragdzöld. 1300 V feszültségű és 1 A áramerősségű kisülést generál. Pozitív töltés van a test elején, negatív töltés hátul. Az elektromos szerveket az angolnák arra használják, hogy megvédjék magukat az ellenségektől, és megbénítsák a zsákmányt, amelyek többnyire kis halak.

Vénusz légycsapda A Vénusz légycsapó egy kis gyógynövény, 4-7 levél rozettával, amely egy rövid föld alatti szárból nő ki. A szár hagymás. A levelek három -hét centiméter nagyságúak, az évszaktól függően, a virágzás után általában hosszú csapdalevelek alakulnak ki. A természetben rovarokkal táplálkozik, néha puhatestűek (csigák) is megtalálhatók. A levelek mozgását elektromos impulzus okozza.

Bajuszos mimóza Kiváló vizuális bizonyíték a cselekvési áramok megnyilvánulására a növényekben a levelek hajtogatásának mechanizmusa a külső ingerek hatására, a moszkó mimózában, amelynek szövetei élesen összehúzódhatnak. Ha idegen tárgyat hoz a leveleire, akkor bezáródnak. Ebből származik a növény neve.

Ennek az előadásnak az elkészítésével sokat megtudtam a természetben élő szervezetekről és arról, hogyan használják fel az elektromos energiát az életükben.

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

Az élő természetben sok folyamat kapcsolódik az elektromos jelenségekhez. Nézzünk meg néhányat közülük.

Sok virág és levél képes bezáródni és kinyílni az idő és a nap függvényében. Ennek oka az akciós potenciált képviselő elektromos jelek. Külső elektromos ingerekkel kényszerítheti a levelek bezáródását. Ezenkívül sok növényben károsodási áramok alakulnak ki. A levelek és a szárak mindig negatív töltésűek a normál szövetekhez képest.

Ha vesz egy citromot vagy almát, és felvágja, majd két elektródát rögzít a héjhoz, akkor nem fed fel potenciális különbséget. Ha az egyik elektródát a héjra, a másikat a cellulóz belső részére helyezzük, akkor potenciálkülönbség jelenik meg, és a galvanométer feljegyzi az áramerősség megjelenését.

Bose indiai tudós tanulmányozta egyes növényi szövetek potenciáljának megváltozását pusztulásuk idején. Különösen a borsó külső és belső részeit kötötte össze galvanométerrel. A borsót 60 ° C -ra melegítette fel, miközben 0,5 V elektromos potenciált regisztráltak Ugyanez a tudós vizsgálta a mimóza betétet, amelyet rövid áramimpulzusokkal irritált.

Ha irritált, akciópotenciál merült fel. A mimóza reakció nem azonnali, hanem 0,1 másodperces késéssel történt. Ezenkívül a mimóza útvonalaiban egy másik típusú gerjesztés terjedt, az úgynevezett lassú hullám, amely sérülés esetén jelenik meg. Ez a hullám megkerüli a szirmokat, elérve a szárát, akciós potenciált okozva, amely a szár mentén továbbadódik, és a közeli levelek leereszkedéséhez vezet. A mimóza úgy reagál, hogy a levelet 0,5 μA árammal mozgatja a párna irritációjára. Az emberi nyelv érzékenysége 10 -szer alacsonyabb.

A halakban nem kevésbé érdekes, az elektromossággal kapcsolatos jelenségek találhatók. Az ókori görögök óvakodtak attól, hogy halakat találjanak a vízben, ami állatokat és embereket elzsibbasztott. Ez a hal elektromos sugár volt, de az erő a torpedó neve.

A különböző halak életében az elektromosság szerepe más. Némelyikük speciális szervek segítségével erőteljes elektromos kisülést hoz létre a vízben. Például egy édesvízi angolna olyan erőfeszültséget kelt, hogy visszaveri az ellenséges támadást vagy megbénítja az áldozatot. A halak elektromos szervei izmokból állnak, amelyek elvesztették összehúzódási képességüket. Az izomszövet vezetőként szolgál, a kötőszövet pedig szigetelőként szolgál. A gerincvelő idegei a szervhez mennek. Általánosságban elmondható, hogy ez egy kis lamellás szerkezet, amely váltakozó elemeket tartalmaz. Az angolna 6-10 000 szomszédos elemet tartalmaz, amelyek oszlopot alkotnak, és körülbelül 70 oszlopot tartalmaznak a test mentén elhelyezkedő minden szervben.

Sok halnál (gymnarch, halkés, gnatonemus) a fej pozitív töltésű, a farok negatív, az elektromos harcsában viszont éppen ellenkezőleg, a farok pozitív, a fej pedig negatív. Az övék elektromos tulajdonságok a halakat támadásra és védekezésre használják, valamint zsákmánykeresésre, zavartalan vizeken való navigálásra és veszélyes ellenfelek azonosítására.

Vannak gyenge elektromos halak is. Nincsenek elektromos szerveik. Ezek gyakori halak: a kárász, a ponty, a csicska stb. Érzékelnek egy elektromos mezőt, és gyenge elektromos jelet bocsátanak ki.

Először a biológusok felfedezték egy kis édesvízi hal - az amerikai harcsa - furcsa viselkedését. Érezte, hogy egy fémpálca közeledik a vízben több milliméter távolságra. Hans Lissman angol tudós paraffinba vagy üveghéjba zárta fém tárgyak, a vízbe mártotta őket, de nem sikerült becsapnia a nílusi harcsát és a gymnarchust. A halak fémet éreztek. Valójában kiderült, hogy a halak speciális szervekkel rendelkeznek, amelyek érzékelik a gyenge elektromos térerőt.

A halakban lévő elektroreceptorok érzékenységének tesztelése során a tudósok kísérletet végeztek. Zárták az akváriumot egy hallal sötét ruhával vagy papírt, és kis mágnest hajtott a levegőbe. A halak érezték a mágneses mezőt. Aztán a kutatók csak körbejárták az akváriumot a kezükkel. És reagált még az emberi kéz által létrehozott leggyengébb bioelektromos mezőre is.

A halak, nem rosszabbak, sőt néha jobbak, mint a világ legérzékenyebb eszközei, regisztrálnak egy elektromos mezőt, és észreveszik a legkisebb változást az intenzitásában. A halak, mint kiderült, nemcsak lebegő "galvanométerek", hanem úszó "elektromos generátorok" is. Elektromos áramot bocsátanak ki a vízbe, és elektromos mezőt hoznak létre maguk körül, erősebbek, mint a közönséges élő sejtek.

Az elektromos jelek segítségével a halak akár különleges módon is "kommunikálhatnak". Az angolnák például az étel láttán bizonyos frekvenciájú áramimpulzusokat kezdenek generálni, ezáltal vonzzák társaikat. És ha két halat helyeznek egy akváriumba, az elektromos kisülések gyakorisága azonnal megnő.

A halak riválisai jelzéseik erejével határozzák meg ellenfelük erejét. Más állatoknak nincsenek ilyen érzéseik. Miért csak a halakat ruházzák fel ezzel a tulajdonsággal?

A halak vízben élnek. Tengeri víz kiváló útmutató. Elektromos hullámok terjednek benne, csillapítás nélkül, több ezer kilométeren keresztül. Ezenkívül a halaknak van élettani jellemzők izomszerkezetek, amelyek idővel "élő generátorokká" váltak.

A halak elektromos energia tárolására való képessége ideális elemekké teszi őket. Ha részletesebben meg lehetne érteni munkájuk részleteit, forradalom lenne a technológiában, az elemek létrehozása terén. A halak elektrolokációs és víz alatti kommunikációja lehetővé tette a halászhajó és a vonóháló közötti vezeték nélküli kommunikáció rendszerének kifejlesztését.

Helyénvaló lenne egy olyan kijelentéssel zárni, amelyet egy hagyományos, elektromos lejtésű üveg akvárium mellé írtak, amelyet az Angol Királyi Társaság kiállításán mutattak be 1960 -ban. Két elektródát engedtek le az akváriumba, amelyhez voltmérőt csatlakoztattak. . Amikor a hal nyugalomban volt, a voltmérő 0 V -ot mutatott, míg a hal mozgott - 400 V. Ennek az elektromos jelenségnek a természete, amelyet jóval az Angol Királyi Társaság megalakulása előtt figyeltek meg, egy személy még mindig nem tud rájönni. Az élő természet elektromos jelenségeinek rejtélye még mindig izgatja a tudósok fejét, és megköveteli annak megoldását.

Az ősidők óta az emberek tudták, hogy vannak „elektromos” halak, például angolnák vagy csípők, amelyek a kondenzátorhoz hasonló kisülést hoznak létre. És így a bolognai egyetem anatómia professzora, Luigi Galvani (1737-1798) úgy döntött, hogy megtudja, más állatok rendelkeznek-e ezzel a képességgel. 1780 -ban egy döglött békát boncolt, és a béka lábát rézhuzalra akasztotta az erkélyen száradni. A szél meglendítette a lábát, és Galvani észrevette, hogy a vaskorláthoz érve összehúzódik, akár egy élőlény. Ebből Galvani azt a téves (mint később megtudták) következtetést vonta le, hogy az állatok izmai és idegei áramot termelnek.

Ez a következtetés a béka esetében téves volt. Eközben a halak, amelyek jelentős mennyiségben termelnek áramot, léteznek és meglehetősen gyakoriak. Íme erről egy tudós, ezen a területen szakértő, N. I. Tarasov.

Meleg és trópusi tengerekben, Afrika folyóiban és Dél Amerika több tucat halfaj él, amelyek időről időre vagy folyamatosan változó erősségű elektromos kisüléseket képesek kibocsátani. Ezek a halak nemcsak védekezésre és támadásra használják az elektromos áramukat, hanem egymás jelzésére és az akadályok (helyszínek) előzetes észlelésére is. Elektromos szervek csak a halakban találhatók. Ha más állatokban lennének, a tudósok ezt már rég tudták volna.

Az elektromos halak több millió éve léteznek a Földön. Maradványaikat a földkéreg nagyon ősi rétegeiben találták meg. Az ókori görög vázákon egy elektromos csípő - egy torpedó képei láthatók.

Az ókori görög és római írók és természettudósok írásaiban sok utalás van arra a csodálatos, érthetetlen erőre, amellyel a torpedó felruházott. Orvosok Az ókori Róma otthon tartotta ezeket a csíkokat nagy akváriumokban. Megpróbálták a torpedót betegségek kezelésére használni: a betegek kénytelenek voltak megérinteni a rámpát, és a betegek látszólag felépültek az áramütésből.

A mi időnkben is, a Földközi -tenger partján és az Ibériai -félsziget Atlanti -óceáni partvidékén az idős emberek néha sekély vízben kóborolnak - remélik, hogy "gyógyító" elektromos torpedóval meggyógyulhatnak a reumától vagy a köszvénytől.

A torpedó elektromos áramát speciális szervekben - "elektromos akkumulátorokban" - állítják elő. A fej és a mellúszó között helyezkednek el, és több száz hatszögletű kocsonyás anyagú oszlopból állnak. Az oszlopokat sűrű válaszfalak választják el egymástól, amelyekhez az idegek illeszkednek. Az oszlopok teteje és alja érintkezik a hát és a has bőrével. Az idegek, amelyek az elektromos szervekhez mennek, nagyon fejlettek, és körülbelül félmillió végük van az "elemekben".
A torpedó néhány tíz másodperc alatt több száz és ezer rövid kisülést bocsát ki a hasból a hátba. A különböző típusú sugarak áramfeszültsége 80 és 300 V között van, 7 - 8 A áramerősséggel.

Tengereink vizében él néhány tüskés sugárfaj - a paradicsom, vagy, ahogy nevezzük, tengeri róka. Ezen sugarak elektromos szerveinek hatása sokkal gyengébb, mint a torpedóé. Feltételezhető, hogy a paradicsom gyenge, de jól fejlett elektromos szervei szolgálják őket az egymással való kommunikációhoz, és a vezeték nélküli távíró szerepét töltik be.

A tudósok nemrég azt találták, hogy az afrikai édesvízi hal, a Gymarhus, élete során folyamatosan gyenge, de gyakori elektromos jeleket bocsát ki. Velük a gymnarchus mintegy szondáztatja a körülötte lévő teret. Magabiztosan úszik sáros vízben, algák és kövek között, anélkül, hogy bármilyen akadályhoz érintené a testet. Az elektromos angolna "gyengeáramú" rokonai - a dél -amerikai himnuszok és az afrikai hal -mormiropok - ugyanezzel a képességgel rendelkeznek.

A csendes-óceáni trópusi vizek keleti részén a diszkrét szemű csík él. Mintha egy köztes pozíciót foglalna el a torpedó és a tüskés lejtők között. A csípős apró rákfélékből táplálkozik, és könnyen elviszi őket elektromos áram használata nélkül. Elektromos kisülése nem ölhet meg senkit, és valószínűleg csak azért szolgálhatja őt, hogy elűzze magától a ragadozókat.

Nem csak a csigák rendelkeznek elektromos szervekkel. Az afrikai folyami harcsa - malapterurus - teste bundaként van csomagolva, kocsonyás réteggel, amelyben elektromos áram keletkezik. Az elektromos szervek a teljes harcsa súlyának mintegy negyedét teszik ki. Ennek a halnak a kisülési feszültsége eléri a 360 V -ot; az emberekre nem biztonságos, a halakra nézve természetesen végzetes.

Indiai, csendes és Atlanti óceánok, a Földközi -tengeren és a Fekete -tengeren a gobikhoz hasonló kis halak élnek - csillagászok. Általában a part menti fenekén fekszenek, és felülről figyelik a zsákmányt. Ezért a szemük a fej tetején helyezkedik el. Innen származik a nevük. Bizonyos típusú csillagvizsgálók elektromos szervekkel rendelkeznek, amelyek a szemüregben találhatók, és valószínűleg csak jelzésre szolgálnak.

Az elektromos angolna a dél -amerikai trópusi folyókban él. Szürke-kék kígyószerű hal, legfeljebb 3 m hosszú, a fej és a has csak testének 1/5-ét teszi ki, és a komplex elektromos szervek a test 4/5-e mentén helyezkednek el mindkét oldalon. 6000-7000 lemezből állnak, amelyeket vékony héj választ el egymástól, és kocsonyás távtartókkal szigetelik. A lemezek egyfajta akkumulátort képeznek, amely a faroktól a fejig kisül. Az angolna áramlata elegendő ahhoz, hogy megöljön egy halat vagy békát a vízben. A folyóban fürdő embereknek is rossz: az angolna elektromos szerve több száz voltos feszültséget ad. Az angolna különösen erős feszültséget ad, amikor ívben meghajlik úgy, hogy az áldozat a farka és a feje között van: zárt elektromos gyűrűt kapunk.

Az angolna elektromos kisülése vonzza a többi közeli angolnát. Az akne ezen tulajdonsága mesterségesen is felhasználható. Bármilyen áramforrás vízbe történő bevezetésével egy egész angolnacsordát lehetett vonzani, csak ki kellett választani a megfelelő feszültséget és a kisülési gyakoriságot.

Becslések szerint 10 000 angolna tudna energiát szolgáltatni ahhoz, hogy egy elektromos vonat néhány percig közlekedjen. De ezt követően a vonat néhány napig állt, amíg az angolnák visszanyerték elektromos energiájukat.