Ģeneratorzivis jeb “dzīvā” elektrība

Savvaļas dabā ir daudz procesu, kas saistīti ar elektriskām parādībām. Apsvērsim dažus no tiem.

Daudzus ziedus un lapas var aizvērt un atvērt atkarībā no laika un dienas. Tas ir saistīts ar elektriskiem signāliem, kas attēlo darbības potenciālu. Jūs varat padarīt lapas tuvu ar ārējiem elektriskiem stimuliem. Turklāt daudziem augiem tiek nodarīts kaitējums straumēm. Lapu un kātu šķēles vienmēr ir negatīvi uzlādētas attiecībā pret normālajiem audiem.

Ja jūs paņemat citronu vai ābolu un sagriežat to, un pēc tam mizai pievienojat divus elektrodus, tad tie neatklās potenciālo atšķirību. Ja viens elektrods tiek uzklāts uz mizas, bet otrs - uz celulozes iekšpusi, tad parādīsies potenciāla starpība, un galvanometrs pamanīs strāvas stiprumu.

Dažu augu audu potenciāla izmaiņas to iznīcināšanas laikā izmeklēja Indijas zinātnieks Bos. Jo īpaši viņš savienoja zirņa ārējās un iekšējās daļas ar galvanometru. Viņš karsēja zirņu līdz temperatūrai līdz 60 ° C, bet tika reģistrēts elektriskais potenciāls 0,5 V. Tas pats zinātnieks izpētīja mimozas spilventiņu, kuru viņš kairināja ar īsstrāvas impulsiem.

Ar kairinājumu radās darbības potenciāls. Mimozas reakcija nebija tūlītēja, bet ar kavēšanos 0,1 s. Turklāt mimozu ceļos izplatās vēl viens ierosināšanas veids, tā saucamais lēnais vilnis, kas parādās traumu laikā. Šis vilnis iet garām mazajām sirdīm, sasniedzot stublāju, izraisa darbības potenciāla parādīšanos, kas tiek pārnests gar kātu un noved pie tuvumā esošo lapu nolaišanās. Mimoza ar loksnes kustību reaģē uz spilventiņu kairinājumu ar strāvu 0,5 μA. Cilvēka mēles jutīgums ir 10 reizes mazāks.

Ne mazāk interesantas parādības, kas saistītas ar elektrību, var atrast zivīs. Senie grieķi bija piesardzīgi satikt zivis ar ūdeni, kas dzīvniekus un cilvēkus sastindzina. Šī zivs bija elektriska rampa, bet spēks ir nosaukums torpēda.

Dažādu zivju dzīvē elektrības loma ir atšķirīga. Daži no tiem ar īpašu orgānu palīdzību rada jaudīgas elektriskās izlādes ūdenī. Tā, piemēram, saldūdens zuši rada tik spēcīgu spriedzi, ka tie var atvairīt ienaidnieka uzbrukumu vai paralizēt upuri. Zivis elektriskos orgānus veido muskuļi, kas ir zaudējuši spēju sarauties. Muskuļu audi kalpo kā diriģents, un saistaudi kalpo kā izolators. Nervi no muguras smadzenēm iet uz orgānu. Bet kopumā tā ir mainīgu elementu mazu plākšņu struktūra. Zutis ir no 6000 līdz 10 000 savienots virknē elementu, veidojot kolonnu, un apmēram 70 kolonnas katrā orgānā, kas atrodas gar ķermeni.

Daudzām zivīm (ģimnāzijai, zivju knifiem, gnatonemus) galva ir uzlādēta pozitīvi, aste ir negatīva, bet elektriskajiem samsiem, gluži pretēji, aste ir pozitīva, un galva ir negatīva. Zivis izmanto savas elektriskās īpašības gan uzbrukumam, gan aizsardzībai, kā arī upura meklēšanai, navigācijai nemierīgos ūdeņos un bīstamu pretinieku identificēšanai.

Ir arī zivis ar zemu elektrību. Viņiem nav elektrisko orgānu. Tās ir parastās zivis: krucieši, karpas, minnovi utt. Viņi uztver elektrisko lauku un izstaro vāju elektrisko signālu.

Pirmkārt, biologi atklāja mazu saldūdens zivju - amerikāņu sams - dīvaino izturēšanos. Viņš juta, kā ūdenī vairāku milimetru attālumā tuvojas viņam metāla nūja.Angļu zinātnieks Hanss Lissmans ielēja metāla priekšmetus parafīnā vai stikla apvalkā, iemērc tos ūdenī, taču viņam neizdevās maldināt Nīlas sams un gymnarchus. Zivis juta metālu. Patiešām, izrādījās, ka zivīm ir īpaši orgāni, kas uztver vāju elektrisko lauku.

Pārbaudot zivju elektroreceptoru jutīgumu, zinātnieki veica eksperimentu. Viņi aizvēra akvāriju ar zivīm ar tumšu drānu vai papīru un brauca tuvumā ar nelielu magnētu gaisā. Zivis sajuta magnētisko lauku. Tad pētnieki vienkārši ar rokām brauca netālu no akvārija. Un viņa reaģēja pat uz cilvēka rokas radīto vājāko bioelektrisko lauku.

Zivis nav sliktākas, un dažreiz pat labākas nekā jutīgākās ierīces pasaulē, reģistrē elektrisko lauku un pamana vismazākās tā intensitātes izmaiņas. Zivis, kā izrādījās, ir ne tikai peldoši “galvanometri”, bet arī peldoši “elektriskie ģeneratori”. Viņi izstaro ūdenī elektrisko strāvu un ap tiem rada elektrisko lauku, kas ir daudz lielāka stipruma nekā tas, kas rodas ap parastajām dzīvajām šūnām.

Ar elektrisko signālu palīdzību zivis var pat “sarunāties” īpašā veidā. Piemēram, pūtītes, redzot ēdienu, sāk ģenerēt noteiktas frekvences strāvas impulsus, tādējādi piesaistot savus kolēģus. Un, ja vienā akvārijā ievieto divas zivis, to elektrisko izlādēšanās biežums nekavējoties palielinās.

Zivju konkurenti nosaka pretinieka stiprumu pēc viņa izstaroto signālu stipruma. Citiem dzīvniekiem šādas sajūtas nav. Kāpēc šim īpašumam ir piešķirtas tikai zivis?

Zivis dzīvo ūdenī. Jūras ūdens ir brīnišķīgs diriģents. Elektriskie viļņi tajā bez vājināšanās izplatās tūkstošiem kilometru. Turklāt zivīm ir fizioloģiskas muskuļu struktūras iezīmes, kuras laika gaitā ir kļuvušas par “dzīviem ģeneratoriem”.

Zivju spēja uzkrāt elektrisko enerģiju padara tās par ideālām baterijām. Ja mēs varētu sīkāk aplūkot viņu darba detaļas, notiktu tehnoloģiju revolūcija akumulatoru radīšanas ziņā. Zivju atrašanās vieta un zemūdens sakari ļāva izveidot bezvadu sakaru sistēmu starp zvejas kuģi un trali.

Būtu lietderīgi nobeigt ar paziņojumu, kas tika uzrakstīts blakus parastajam stikla akvārijam ar elektrisko slīpumu, kas tika uzrādīts Lielbritānijas Karaliskās biedrības izstādē 1960. gadā. Akvārijā tika nolaisti divi elektrodi, kuriem bija pievienots voltmetrs. Kad zivis bija miera stāvoklī, voltmetrs rādīja 0 V, bet zivis pārvietojās - 400 V. Šīs elektriskās parādības būtību, kas novērota ilgi pirms Anglijas Karaliskās biedrības organizācijas, cilvēki joprojām nespēj atšķetināt. Dzīvajā dabā sastopamo elektrisko parādību noslēpums joprojām satrauc zinātnieku prātus un prasa tā risinājumu.