老漁民胡安在渾濁的委內(nèi)瑞拉奧里諾科河支流拖著漁網(wǎng),突然一股猛烈的電流猛地竄過(guò)手臂!他一個(gè)趔趄差點(diǎn)栽進(jìn)水里,整個(gè)胳膊又麻又痛,好像被無(wú)數(shù)根小針狠扎了一通。
大伙兒七手八腳把他拉上岸,那條"肇事"的"大魚(yú)"也被網(wǎng)了上來(lái)——一條滑溜溜、長(zhǎng)溜溜的電鰻!
胡安揉著又麻又痛的手臂,心里納悶得要命:"這玩意兒……它自己天天玩電,在水里竄來(lái)竄去,咋就不怕把自己給電糊了呢?難不成它自個(gè)兒發(fā)電,還能給自個(gè)兒充充電?"
![]()
電鰻放電的本事,可比你兜里揣的手機(jī)充電寶狠多了。它尾巴那截兒,足足占了身體長(zhǎng)度的五分之四,里面密密麻麻塞滿了特制的"電池組"。專(zhuān)業(yè)的名字叫發(fā)電細(xì)胞,學(xué)名叫電細(xì)胞。
數(shù)一數(shù),一條成年的強(qiáng)壯電鰻,尾巴里藏著5000到6000塊這樣的"小電池板"!每一塊小電池板在靜息狀態(tài)下就是個(gè)微縮電池,外頭帶正電(+),里頭帶負(fù)電(-)。
![]()
當(dāng)電鰻想放電教訓(xùn)誰(shuí)了,它的大腦就像發(fā)電廠的總控室,立刻下達(dá)指令。神經(jīng)信號(hào)飛速傳遍尾巴,所有發(fā)電細(xì)胞瞬間被激活。
奇妙的變化發(fā)生了:這些小電池板之前一個(gè)個(gè)獨(dú)立的小電場(chǎng)方向瞬間一致起來(lái),就像無(wú)數(shù)士兵瞬間聽(tīng)令轉(zhuǎn)向,把槍口瞄準(zhǔn)同一個(gè)敵人。
每個(gè)發(fā)電細(xì)胞產(chǎn)生的微小電壓(大約只有150毫伏),以前是各自為政、方向亂糟糟的,現(xiàn)在被精準(zhǔn)地串聯(lián)疊加起來(lái),形成一股強(qiáng)大的電流洪流,朝著電鰻頭部方向猛沖出去!你想啊,幾千塊小電池齊心放電,串聯(lián)起來(lái)這電壓能不高嗎?
![]()
最高記錄達(dá)到過(guò)驚人的860伏特,足以瞬間擊暈甚至電死水里的倒霉蛋,讓它變成電鰻的美餐。這威力,讓水里的河馬、鱷魚(yú)見(jiàn)了它都得繞著走,誰(shuí)也不想嘗嘗這"水中高壓線"的滋味!
看到這里,你腦子里肯定冒出一串問(wèn)號(hào):這電鰻自己泡在水里,渾身濕漉漉的,還放這么狠的電,它自己咋能安然無(wú)恙?這電不會(huì)順著水跑回去,把它自個(gè)兒電得外焦里嫩啊? 科學(xué)家的顯微鏡和電極早就把這謎題解開(kāi)了。
![]()
首先,電鰻放出的這高壓電,主要的放電通道是朝著它腦袋前方?jīng)_出去的,電流最?lèi)?ài)走的路是水體這條"高速路",而不是繞著彎非得流經(jīng)它自己關(guān)鍵的"司令部"——心臟和腦袋。為啥?因?yàn)樗旧淼碾娮杩杀入婗犠约荷眢w的電阻小太多了。
電流和水流一樣,天生就愛(ài)抄近道走省力的路,放著水里通暢的大道不走,非要去鉆電鰻身體內(nèi)部那七拐八繞的"羊腸小道"?它才沒(méi)那么傻! 再者,別小瞧了電鰻這身"裝備"。
![]()
它身體的關(guān)鍵內(nèi)臟器官,心臟、腦袋、包括部分中樞神經(jīng)系統(tǒng),都被一層特殊的絕緣脂肪組織嚴(yán)嚴(yán)實(shí)實(shí)地包裹著,相當(dāng)于給這些核心零件穿了件厚厚的橡膠雨衣。
當(dāng)它放電時(shí),強(qiáng)大的電流主要在外圍水體里穿梭奔涌,即便有少量電流想"溜"進(jìn)體內(nèi),也被這件"高級(jí)絕緣服"給擋住了,想傷到里面的重要器官?門(mén)兒都沒(méi)有!當(dāng)然,電鰻也不是完全刀槍不入。
![]()
它放電的核心器官,尾巴那塊龐大的發(fā)電器官本身,外面可沒(méi)有這奢侈的絕緣保護(hù)層。它自己發(fā)電的時(shí)候,這個(gè)發(fā)電器官無(wú)可避免地要承載大量電流流過(guò)。好在發(fā)電器官的細(xì)胞本身就是為放電而生的,結(jié)構(gòu)上對(duì)這種電流沖擊有相當(dāng)?shù)哪褪苣芰Α?/p>
不過(guò),這也帶來(lái)了一個(gè)挺有意思的現(xiàn)象:電鰻要是受了傷,傷口正好在水里,形成一個(gè)"短路點(diǎn)",或者它身處極小的一汪水坑里(比如被人類(lèi)強(qiáng)行困在一個(gè)淺淺的容器中),那情況就真不妙了。
![]()
電流很容易通過(guò)這個(gè)傷口或者在小水坑里形成回流路徑,繞開(kāi)它那寶貴的絕緣層,直搗心臟等重要器官。這不就相當(dāng)于電鰻一不小心給自己挖坑,真可能把自己給"電糊"了嗎?
所以在自然狀態(tài)下,寬敞的大河里,電鰻就是個(gè)"高壓電工",安全得很;可一旦被弄到小水坑里或者帶著傷口放電,它就成了不小心摸到自家電門(mén)的倒霉蛋。
![]()
科學(xué)家們對(duì)電鰻這套精密的放電本領(lǐng)眼饞得很,琢磨著能不能學(xué)過(guò)來(lái)為咱們?nèi)祟?lèi)服務(wù)。最直接的夢(mèng)想,就是仿造電鰻的發(fā)電器官,搞出新型的生物電池或者能量收集裝置。
電鰻放電效率非常高,能量轉(zhuǎn)化損耗極小,這絕對(duì)是未來(lái)綠色能源研究的一個(gè)寶貴樣板。美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)資助的一些前沿研究,正試圖在實(shí)驗(yàn)室里模擬電鰻發(fā)電細(xì)胞的精巧結(jié)構(gòu)和放電機(jī)制。
雖然離真正實(shí)用還有不小的距離,但這思路本身就像打開(kāi)了一扇充滿想象力的窗。
![]()
另外,電鰻發(fā)電細(xì)胞嚴(yán)格控制離子通道開(kāi)合的本事(這是它精準(zhǔn)放電的微觀基礎(chǔ)),也給設(shè)計(jì)新型藥物輸送系統(tǒng)提供了絕妙的靈感。研究者們幻想,未來(lái)也許能做出一種超微型、可精密控制的"藥物開(kāi)關(guān)"。
這個(gè)開(kāi)關(guān)就像電鰻的發(fā)電細(xì)胞一樣,能精準(zhǔn)響應(yīng)人體內(nèi)部某個(gè)特定的生物電信號(hào)或者化學(xué)信號(hào),讓藥物只在身體最需要的地方、最需要的時(shí)間點(diǎn)釋放出來(lái)。這不僅能大大提高藥物療效,更能大大減少副作用。
![]()
不過(guò),夢(mèng)想再美,也得面對(duì)現(xiàn)實(shí)。電鰻的生存狀況,目前可一點(diǎn)都不樂(lè)觀。它在南美洲亞馬遜和奧里諾科河流域的老家——那些寧?kù)o的溪流、渾濁的池塘、沼澤遍布的淺水區(qū),正遭受著棲息地破壞、水質(zhì)污染和過(guò)度捕撈的"三重打擊"。
國(guó)際自然保護(hù)聯(lián)盟的科學(xué)家們對(duì)此憂心忡忡,早早就把它列入了受威脅物種的觀察名單。更叫人擔(dān)心的是,有些地方流行把電鰻當(dāng)觀賞魚(yú)或者稀奇寵物養(yǎng)在水族缸里,這對(duì)野生種群也是個(gè)不小的壓力。
![]()
生活在南美渾濁水域中的電鰻,用數(shù)百萬(wàn)年時(shí)間進(jìn)化出令人驚嘆的發(fā)電能力,卻從不曾被自己的電力所傷。它巧妙地利用水流導(dǎo)電特性和自身的絕緣設(shè)計(jì),在自然法則中安然游走。
人類(lèi)模仿生物智慧的道路上,電鰻的放電器官或許預(yù)示著生物學(xué)與工程學(xué)的精彩融合。對(duì)自然的敬畏與理解,終將照亮科技突破的嶄新路徑。
![]()
特別聲明:以上內(nèi)容(如有圖片或視頻亦包括在內(nèi))為自媒體平臺(tái)“網(wǎng)易號(hào)”用戶(hù)上傳并發(fā)布,本平臺(tái)僅提供信息存儲(chǔ)服務(wù)。
Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.