Electricitatea la pești este destul de frecvent întâlnită, țiparul electric fiind doar un exemplu de pește electric. Aceste semnale electrice oferă modalități de comunicare, navigare, găsirea partenerilor și vânare.
Toate celulele musculare pot genera energie electrică, însă, la unii pești, au apărut celule care produc voltaje mai ridicate decât altele. Există mai multe etape pe care o celulă trebuie să le parcurgă pentru a deveni electrică, iar pe baza acestor informații, oamenii de știință speră să poată crea electricitatea pentru dispozitivele bionice din corpul uman.
Etapele generării electricității
Procesul de generare a electricității la pești implică următoarele etape:
- Transportul ionilor – peștii electrici prezintă canale de ioni speciale în membranele celulelor lor electrice (electrocite), care transportă activ ionii (cum sunt sodiul și potasiul) prin membrană. Acest lucru creează un dezechilibru ionic între interiorul și exteriorul celulei, ceea ce duce la o diferență de potențial electric.
- Stivuirea electrocitelor – electrocitele sunt stivuite în serie, fiecare celulă contribuind la sarcina electrică totală. Această stivuire asigură acumularea electricității și amplificarea voltajului generat.
- Activarea sincronă – sistemul nervos al peștelui controlează organele electrice. Atunci când peștele dorește să producă o descărcare electrică, sistemul nervos trimite semnale simultane pentru activarea tuturor electrocitelor. Această activare sincronă furnizează un impuls electric puternic și coordonat.
- Descărcarea electrică – atunci când electrocitele sunt activate, diferența de potențial la nivelul membranei celulare scade rapid. Această modificare rapidă a potențialului electric declanșează eliberarea de neurotransmițători, ducând la contractarea electrocitelor. Contractarea expulzează ionii afară din celulă, generând o descărcare electrică de scurtă durată, dar puternică.
Aproximativ 350 de specii de pești prezintă structuri anatomice specializate în generarea și detectarea semnalelor electrice. Acești pești sunt clasificați în două grupe, în funcție de cât de multă electricitate produc.
Prima grupă sunt peștii electrici slabi. Aceștia prezintă o structură numită organ electric în apropierea cozii. Organul electric produce până la un volt de electricitate, adică circa două treimi din energia unei baterii de tip AA. Haideți să vedem cum se desfășoară procesul!
Creierul peștelui trimite semnale prin intermediul sistemului nervos către organul electric. Acesta este umplut cu stive formate din sute sau mii de electrocite. De obicei, electrocitele pompează afară din celulă ionii de sodiu și potasiu pentru a menține în exterior o sarcină electrică pozitivă, iar în interior o sarcină negativă. Atunci când semnalele de la creier ajung la electrocite, canalele de ioni se deschid, iar ionii pozitivi pătrund în interiorul celulelor.
Factorul-cheie al acestui proces este ca semnalele nervoase să ajungă simultan la toate electrocitele, ceea ce face ca stivele de celule electrice să funcționeze ca mii de baterii legate în serie. Micile sarcini electrice ale fiecărei celule se acumulează pentru a genera un curent electric ce poate călători câțiva metri.
Însă peștii electrici slabi nu generează suficientă electricitate pentru a-și ataca prada. Această capacitate o au peștii electrici puternici, al căror număr de specii este mai redus. Un exemplu de astfel de pește este țiparul electric, care prezintă trei organe electrice ce acoperă aproape întregul său corp de doi metri lungime.
La fel ca peștii electrici slabi, țiparul electric (sau anghila electrică) utilizează curentul electric pentru a comunica și naviga, dar își păstrează cele mai puternice descărcări electrice pentru vânătoare. Mai întâi emite două sau trei impulsuri electrice puternice, a câte 600 de volți. Aceste impulsuri stimulează mușchii victimei, inducându-le spasme și determinând astfel prada să producă valuri și să-și dezvăluie ascunzătoarea. Apoi o altă serie de impulsuri electrice puternice cauzează contracții musculare și mai puternice, imobilizând prada.
Tipuri de pești electrici
Oamenii de știință împart peștii electrici în trei categorii:
- pești electrici puternici;
- pești electrici slabi;
- pești care doar sesizează electricitatea.
Peștii electrici puternici generează descărcări electrice puternice pentru a fi utilizate pentru atac sau pentru apărare. Exemplu de astfel de pești sunt anghila electrică și somnul electric. La peștii electrici puternici, organele electrice sunt imense și sunt formate din mii de electrocite. Drept urmare, nivelul electricității poate atinge uneori 500-600 de volți.
Peștii electrici slabi generează descărcări electrice slabe, care nu pot imobiliza prada, dar pot fi utilizate pentru navigație sau comunicare. Un exemplu de astfel de pești sunt peștii nas-de-elefant.
Peștii care sesizează electricitatea sunt pești care, după cum le spune și numele, pot doar detecta curentul electric. Rechinii prezintă un organ denumit ampulă, utilizat pentru detectarea câmpurilor electrice. Ei pot descoperi un pește mic îngropat în nisip după câmpul electric slab produs de acesta.
Așadar, peștii electrici generează și sesizează curentul electric cu ajutorul unui organ senzorial din pielea lor. Acești pești pot vedea în mediul lor, cu ajutorul electricității, în condiții de vizibilitate redusă. Acest proces poartă numele de electrolocație activă. Unii pești electrici comunică între ei cu ajutorul semnalelor electrice, în timp ce alții folosesc curentul electric pentru a-și imobiliza prada.
Sursa: Journalhow.com