W 1800 roku badacz Alexander von Humboldt
widział, jak ławica węgorzy elektrycznych wyskoczyła z wody
w obronie przed nadciągającymi końmi.
Historia wydawała się tak dziwna, że posądzano Humboldta o zmyślenie.
Lecz ryby używające prądu występują częściej, niż mogłoby się wydawać,
a węgorze elektryczne są rodzajem ryb.
Pod wodą, gdzie brakuje światła,
sygnały elektryczne stwarzają sposoby komunikacji,
nawigacji
i znajdowania oraz w rzadkich przypadkach ogłuszania ofiary.
Blisko 350 gatunków ryb posiada specjalne anatomiczne struktury,
które generują i wykrywają sygnały elektryczne.
Te ryby dzieli się na dwie grupy,
w zależności od tego, ile elektryczności wytwarzają.
Naukowcy nazywają pierwszą grupę rybami słabo elektrycznymi.
Struktury przy ich ogonach, zwane narządami elektrycznymi,
wytwarzają do 1 V energii elektrycznej, czyli około dwóch trzecich baterii AA.
Jak to działa?
Mózg ryby przesyła sygnał poprzez układ nerwowy do narządu elektrycznego,
który wypełniony jest układami setek
lub tysięcy komórek w kształcie dysków, nazywanych elektrocytami.
Zwykle elektrocyty wypompowują jony sodu i potasu,
aby utrzymać ładunek dodatni w środku, a ładunek ujemny na wewnątrz.
Lecz gdy impuls nerwowy dociera do elektrocytu,
pobudza on bramki jonowe do otwarcia.
Dodatnio naładowane jony wpływają z powrotem.
Teraz jedna strona elektrocytu jest naładowana ujemnie na zewnątrz,
a dodatnio wewnątrz.
Natomiast druga strona ma odwrotny wzór naładowania.
Te zmienne ładunki elektryczne mogą generować prąd,
przekształcając elektrocyt w biologiczną baterię.
Zdolności tych ryb biorą się stąd, że impulsy nerwowe są tak skoordynowane,
aby dotrzeć do każdej komórki w dokładnie tym samym momencie.
Przez to masy elektrocytów zachowują się jak tysiące baterii połączonych szeregowo.
Maleńkie ładunki każdej z nich składają się na pole elektryczne,
które jest w stanie przebyć kilka metrów.
Ukryte pod skórą komórki zwane elektroreceptorami
pozwalają rybom stale wyczuwać to pole
oraz jego zmiany spowodowane przez otoczenie lub inne ryby.
Mruk Petersa, na przykład,
ma wydłużony podbródek, nazywany "schnauzenorgan",
wypełniony elektroreceptorami.
Umożliwia on przechwytywanie sygnałów od innych ryb,
ocenianie odległości,
stwierdzanie kształtu i wielkości pobliskich obiektów,
a nawet określanie, czy przysypany owad jest martwy, czy żywy.
Lecz trąbonos i inne ryby słabo elektryczne
nie wytwarzają dość prądu, aby zaatakować ofiarę.
Ta zdolność przypisywana jest rybom silnie elektrycznym,
których jest zaledwie garstka.
Najpotężniejszą rybą silnie elektryczną jest strętwa,
powszechnie znana jako węgorz elektryczny.
Niemal całe jej dwumetrowe ciało pokrywają trzy narządy elektryczne.
Tak jak ryby słabo elektryczne,
węgorz elektryczny wykorzystuje swoje sygnały do nawigacji oraz komunikacji,
lecz najsilniejsze wyładowania elektryczne rezerwuje na polowania,
atakując dwufazowo przez zlokalizowanie i obezwładnienie ofiary.
Najpierw emituje dwa lub trzy silne impulsy
o natężeniu około 600 woltów,
które pobudzają mięśnie ofiary, powodując skurcze
oraz generując fale, które pozwalają odkryć jej kryjówkę.
Następnie strumień szybkich i wysokonapięciowych wyładowań
wzmaga jeszcze skurcze mięśni.
Węgorz elektryczny może się też zwinąć tak, aby pola elektryczne,
generowane na każdym końcu narządu elektrycznego, zachodziły na siebie.
Burza elektryczna w końcu wyczerpuje i paraliżuje ofiarę,
a węgorz elektryczny może już połknąć żywcem swój obiad.
Pozostałe dwie ryby silnie elektryczne to sum elektryczny,
który umie uwolnić 350 woltów
poprzez narząd elektryczny zajmujący większość jego tułowia,
oraz drętwa elektryczna posiadająca nerkowate narządy po obu stronach głowy,
które wytwarzają około 220 woltów.
Istnieje jednak pewna zagadka w świecie ryb elektrycznych:
dlaczego nie rażą prądem siebie samych?
Być może właśnie rozmiar ryb silnie elektrycznych
daje im odporność na własne wyładowania
lub fakt, iż prąd elektryczny zbyt szybko opuszcza ich ciała.
Niektórzy naukowcy sądzą, że specjalne białka osłaniają narządy elektryczne.
Prawda jest jednak taka, że nauka nadal nie rzuciła światła na tę zagadkę.