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广阔水面下的“弱电”世界

信息来源:vooroo.com   时间: 2021-01-05  浏览次数: 90

  新月弯颌象鼻鱼?丨图源:aquarium-tropical.fr  文章:罗腾达丨排版:清蒸鱼丨审核:开水族馆的生物男  在人类的认知之中,,往往具有神奇的力量。掌握雷霆霹雳的人物传说广泛见于世界的各个角落,它们无不显示着人类对自然的崇拜。  虽然我们人类研究电学利用电能已经长达数个世纪,取得辉煌的成就,但自我产生电流并将它们释放到外界去,依然是我们无法达到的。
  当然人类也有一些错误的使用方式图(表情包)丨图源网络  但在水面之下,依然有许多生命可以以自己的方式产生电流以及利用电流,这就是电鱼。  电鱼并非一个分类单元,而是泛指具有发电能力的鱼类,其中包括几个家族,如电鳗所在的裸背鱼目、电鲇所在的鲇形目等,下面我们就来一一的展示这些具有“超能力”的电鱼类。
  不同的弱电鱼:象鼻鱼科(左)和裸背鱼目(右)两大电鱼家族有着形态相似的种类分化。图源:Lavoué Sébastien等文章  对于鱼类而言,产生电流的“初衷”是为了感知复杂的水下环境。生物的肌肉本身就能产生电,但是发电鱼类显然更胜一筹。  它们特化出由肌肉皮肤腺体组成的的发电器官,能够释放电流在身体周围制造一个电场,通过感受电场中的电阻变化从而分辨身边的环境、同类、天敌和食物,因此在不凭借视力的情况下它们依然能行动自如。  绝大多数发电鱼类的电压非常微弱,只有它们自身特殊的电感器可以接收到,这些鱼类被我们称为弱电鱼类。
  光背鱼是非洲的三种弓背鱼之一,它保留了释放电流的能力丨图源:fishbox  而一些更进一步的发电鱼类如裸背鱼目象鼻鱼科等还演化出利用电流交流的能力。  通常这些鱼精通团队协作,和其它鱼类比起来不亚于Moba类手游我方面对面开黑,而对面仅仅都是单排,这种“信息化”生活方式使得这类鱼类在生存中相当的成功,在非洲和南美两开花,种类多分布广数量较大,适应了各种不同的生态位。
  小群饲养的彼氏锥颌象鼻鱼。彼氏锥颌象鼻鱼是一种典型的群居弱电鱼类,它能够使用电和同类交流丨图源:罗腾达  弱电鱼类最显著的代表,莫过于电鳗的近亲——弱电裸背鱼目鱼类。这些鱼类都没有背鳍,裸背鱼们广泛分布在南美洲的各个水系,具有令人叹为观止的极高多样性。  裸背鱼有着肌肉特化而来的发电器官,能够产生用于探测和交流的电流,但在它们的近亲电鳗面前,这些裸背鱼的电流只会暴露自己的位置,带来致命的电击。  实际上,电鳗是这些弱电裸背鱼最大的天敌之一,面对同样具备电感器的老大哥电鳗,这些弱电裸背鱼无处遁形。
  脂颊电鳗是一种底栖的裸背鱼目鱼类,相比电鳗,它的性格要温和得多,触摸它也不会带来恐怖的电击丨图源:罗腾达  象鼻鱼科是另一类弱电鱼,隶属于骨舌鱼目,它们的近亲裸臀鱼、光背鱼和驼背鱼同样可以产生弱电。  象鼻鱼科拥有超过200个物种,是世界发电鱼类第一大科,这些长相怪异的发电鱼类遍布非洲大陆,在非洲广袤而富有多样性的生存空间之下,这些鱼类迅速演化出了许多截然不同的形态——  有的如彼氏锥颌象鼻鱼体长只有寥寥几厘米,靠在水底搜索无脊椎动物为生,有的如鳗形拟长颌鱼则长达一米,在马拉维湖的夜间以电场雷达侦测水底,吞噬沉睡的慈鲷。
  形态各异的象鼻鱼科鱼类,长着“象鼻”的象鼻鱼反而种类并不多丨图源:Moritz,Timo & Laleye等文章  除此之外,在过去的这几十年间,还有许多潜在的发电鱼类为我们所认识,它们并非新发现的物种,却在不久前才被我们认识到能够释放电流,如多鳍鱼石花肺鱼尼罗异耳骨舌鱼双须骨舌鱼  而在非洲大陆我们更是已经发现了若干能够释放电流的鲇鱼,它们中甚至包含一些我们平时熟知的鱼类——比如革胡子鲇,西方项鲿、长丝异鳃鲇、沙尔歧须鮠等也能产生类似的电流。
  在不同条件下,革胡子鲇可以产生不同的电流丨图源:Baron, V.D.等文章  不过最令人震惊的,莫过于来自亚欧大陆东部的另一种鱼类——土鲇。在万博体育手机客户端,我们已经食用土鲇数千年之久,谁又能想到,它其实也身怀发电的绝技?
  土鲇的发电器官产生的电流丨图源:Baron,V.D., Olshansky等文章  到这里为止,我们所说的所有电鱼都是硬骨鱼类,但常言道“硬骨鱼玩的都是软骨鱼当年玩剩下的”,硬骨鱼会的这些伎俩,软骨鱼怎能落后?  显而易见,软骨鱼类中也拥有属于它自己的发电鱼类。鳐科是一类弱电的软骨鱼,尾柄的轴肌特化为发电器官,可以产生微弱的电流,用于对周遭环境的探测。
  鳐的发电器官位于尾部,可以产生微弱的电流丨图源:Bratton,B.O., Ayers  弱电鱼类只是发电鱼类大家族中的一个部分,在发电鱼类演化的进程中,另一些成员更进一步,演化出了更加强劲的具备打击能力的强大电压。  在它们身上,强电流的作用不再局限于探测和交流,而是被用于自卫捕食,那这就是下一个故事了,即强电鱼的起源。
  强电鱼——电鳗丨 图源:cmte.ieee.org  参考文献  [1]??Baron, V.D., Orlov, A.A. &Golubtsov, A.S. AfricanClarias catfish elicits long-lasting weak electricpulses. Experientia 50, 644–647 (1994).?  [2]Baron,V.D., Olshansky, V.M. Monopolar electric discharges of the catfish Parasilurusasotus (Siluridae, Siluriformes). J. Ichthyol. 49, 403–408 (2009).?  [3]Bratton,B.O., Ayers, J.L. Observations on the electric organ discharge of two skatespecies (Chondrichthyes: Rajidae) and its relationship to behaviour. EnvironBiol Fish 20, 241–254 (1987).?  [4]Lavoué Sébastien, Masaki, M. ,Arnegard, M. E. , Sullivan, J. P. , Hopkins, C. D. , & Mutsumi, N. , et al.(2012). Comparable ages for the independent origins of electrogenesis inafrican and south american weakly electric fishes. Plos One, 7(5),e36287.  [5]Moritz,Timo & Laleye, P.. (2019). Fishes of the Pendjari National Park (Benin,West Africa). 18. 1-57.  部分图片来源网络  侵权联系删除  END
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