科学家揭示电鳗发出电击工作原理类似泰瑟枪

科学家揭示电鳗发出电击工作原理类似泰瑟枪

科学日报报道，电鳗——一种能够发出足以击倒一匹成年马的强烈震颤电击的无鳞亚马逊鱼类——具有一种异常类似泰瑟枪（一种武器）的电击系统，这一发现是基于对电鳗使用高压电流定位和麻痹猎物的方式长达9个月的研究。这项研究是由美国史蒂文森范德堡大学生物科学教授肯尼思·卡塔尼亚（Kenneth Catania）带领进行的，它被发表在12月5日的期刊《科学》上。

人类对会放电的鱼并不陌生。古埃及人用电鳐治疗癫痫。英国物理学家迈克尔·法拉第（Michael Faraday）用鳗鱼调查电的本质，而鳗鱼的解剖学激发了Volta发明第一个电池。生物学家确定了六英尺长的电鳗能够产生600伏特的电压——这相当于一个美国插座电压的五倍。今年夏天威斯康辛大学麦迪逊分校的科学家们宣布他们完成了对电鳗基因组的完整测序。

然而，在此之前，没有人完全了解电鳗的电击系统的工作原理。为了解开这一谜团，卡塔尼亚为大型水族馆装配了一个可以检测电鳗电信号的系统，并获得了几条电鳗作为实验品，长度最长为4英尺。

随着卡塔尼亚开始观察电鳗的行为，生物学家发现他们的行动异常迅速。它们能够在1/10秒的时间内电击并吞下一条蠕虫或者小鱼。因此卡塔尼亚装配了一个每秒运行几千帧的高速视频系统，从而慢镜头的研究电鳗的行为。

卡塔尼亚记录了电鳗三种不同类型的放电：用于感知环境的低压脉冲；在猎捕过程中释放的二至三次高压毫秒脉冲组成的短序列（被称为二连脉冲或者三连脉冲）；以及捕食或者自我防御时释放的高压高频率脉冲。卡塔尼亚发现电鳗会在攻击前10至15毫秒，对自由游动的猎物释放高频率高压脉冲展开攻击。在高速视频里，很明显在电击击中鱼类后三至四毫秒，鱼被完全麻痹。这种麻痹只是暂时的：如果电鳗没有立即捕获鱼类，后者会迅速恢复移动性并迅速游走。