Наскільки поширена електрика у світі тварин? Як же вчені використали природу, щоб приборкати цю таємничу силу? Історія електрики включає неймовірні речі.
Ми думаємо про електрику як про щось штучне і сучасне. Але насправді вона присутня у всіх нас біологічно, і знадобилося відкриття риби, здатної ударити нас током силою 600 вольт, щоб ми навчилися виробляти її штучно.
Електрика у світі тварин: розпочнемо з вугра
Цією істотою був так званий електричний вугор (Electrophorus electricus), який живе в річці Амазонка. Ця значна морська тварина (технічно риба, яку часто приймають за вугра) може досить сильно уразити током коня, щоб той закочився в муках.
Його тіло містить три органи, що складаються з електролітів, або «акумуляторних елементів», вибудованих так, що через них може протікати струм іонів, і складених так, щоб додати потужності. Його біологія виявилася настільки важливою для інформування людей про розуміння електрики, що винахідник батареї скопіював її з цьої тварини.
Які ще тварини володіють магією електрики?
Електричних тварин дуже мало, і більшість з них – риби. Електричний сом зустрічається в тропічній Африці та річці Ніл і може видавати 350 вольт.
Електричний скат, або торпедо риба-торпеда, може виробляти близько 220 вольт. Він був задокументований стародавніми греками і прозваний “риба-онімі”, оскільки він використовувався як основний анестетик у ранній медицині.
Є також тварини, які використовують електрику для знаходження здобичі або орієнтуватися в каламутних водах.
Електрика в житті людини: цікаві факти
Жива електроенергія: електрорецепція
Акули чудово вражають електрорецепцією, саме тому вони такі гарні хижаки. Якщо ваші м’язи видають іскру електрики (що вони роблять, якщо ви живі), акули знайдуть вас.
Електрорецепція – здатність тварин видчувати електричні імпульси
Більшість електрорецептивних тварин є мешканцями води. Але існує обмежена кількість електричних ссавців, таких як ехідна, що мешкає на суші (іноді її називають колючим мурахоїдом), і її двоюрідний брат качкодзьоб, який живе як у воді, так і на суші.
“Цілком можливо, що багато водних тварин використовують електрику так, як ми ще не можемо розуміти”.
І у єхидни, і у качкодзьоба на мордах крихітні електрорецептори (до 40000 у випадку качкодзьоба), які виявляють струми і дозволяють їм проходити через мул або суху землю та знаходити здобич із закритими очима. Електричні можливості єхидни тим більш чудові, що вони перебувають на суші.
Електрика у світі тварин: качкодзьоб
Зовсім недавно у одного виду дельфінів, Гвіанський дельфін (також технічно ссавець), також було виявлено здатність використовувати електрорецепцію.
Електрика у світі тварин ще недосліджена
На суші, як відомо, медоносна бджола так швидко махає крилами, що генерує електричний заряд, який потім переноситься на квітку при запиленні. Таким чином інша бджола може виявити наявність електричного заряду, відвідуючи ту саму квітку, і це означає, що тут марно шукати їжу.
“Цілком можливо, що багато водних тварин, можливо, інших ссавців, використовують електроенергію так, як ми не розуміємо або ще не дослідили”, – говорить Джек Ешбі, менеджер Зоологічного музею Гранта в Університетському коледжі Лондона. “Оскільки люди не володіють такою здатністю, ми не приділяємо цьому достатньо уваги”.
Той факт, що ми звернули увагу на електричного вугра, є свідченням шокуючої сили імпульсів, які він може розрядити у вас. У їх рідній Південній Америці про електричних вугрів знали поколіннями, і деякі ранні експерименти розпочались у 1700-х роках. Але в Європі та Північній Америці вони були схожі на міфічних звірів, як єдинороги.
Більш широко, на той час електроенергія розглядалася як явище. Такі події, як блискавка, сприймалися людьми середньовіччя та епохи Відродження як якісь дивовижні, невидимі окультні речі, такі як магія чи Божий гнів.
Чому вночі ми майже не розрізняємо кольори?
Шокуючі відкриття
Коли натуралісти вперше почули про електричних вугрів у середині 18 століття, коли Бенджамін Франклін експериментував з блискавковідводами, ці відкриття викликали цікавість у наукового співтовариства.
“Вугри були відправлені в Північну Америку та Лондон, де вони стали частиною наукового прогресу”, – говорить Рут Гарде, куратор нової виставки колекції Wellcome “Електрика: Іскра життя”. “Їх виставляли в театрах як чудеса електрики. Люди платили величезні суми, щоб їх побачити”.
У ті часи термін “електрик” використовувався для опису вчених, які цікавились електричними експериментами. В рамках своїх розслідувань електрики збирали електричні заряди в банки Лейдена (буквально скляні банки з металевою підкладкою). Вчені були зосереджені на спробі довести існування атмосферної електрики.
Винаходи людства підказані природою та біомікрія
Дослідження тварини, яка за бажанням могла виробляти більше вольт, ніж люди могли зберегти в банці, виявилося величезною допомогою для розуміння людьми природи електрики.
Одне з найперших (і найдраматичніших) повідомлень про потрапляння електричних вугрів до Європи було від прусського натураліста Олександра фон Гумбольдта приблизно в 1800 році. Він відвідав тодішню Голландську Гвіану, область між річками Оріноко та Амазонка в Південній Америці, і описав вугрів, що випромінюють таку високу напругу, як чудовиська, яких юояться в околицях.
Гумбольдт описує як рибалки загнали коней у болото, щоб ті були уражені вуграми. Вугрів в свою чергу, після того, як їх електрика розрядилася, можна було безпечно забирати для вивчення та експериментів.
Цікаві факти про риб: чому вони такі неймовірні
Наелектризоване суперництво
Але прихід електричного вугра в Америці та Європі був не просто найбільшою електричною подією в цих краях. Електричний вугор був критично важливим для розуміння того, як використовувати електричний струм.
Алессандро Вольта, італійський фізик, який винайшов електричну батарею і на честь якого названа одиниця електричного потенціалу, базував свою роботу на анатомії електричного вугра.
Вольта назвав свій найперший пристрій органом – що є прямим посиланням на його біологічне коріння. Насправді винахід електричної батареї став несподіваним наслідком досліджень Вольти на той час суперечливої теми про електрику тварин.
Він критикував експерименти 1780-х років італійського лікаря Луїджі Гальвані, який з’єднав нерви мертвої жаби з металевим дротом і спрямував її до неба під час грози. Ноги жаби смикнулися, ніби вона жива.
Поки Вольта і Гальвані сперечалися довколо питання, чи електроенергія надходить з біологічних чи зовнішніх джерел, Мері Шеллі настільки заінтригувала ідея іскри, яка б оживляла мертвих, що це надихнуло її написати книги про Франкенштейна.
Пізніше Гальвані довів, безперечно, існування внутрішньої електрики тварин. Але його роботі не вдалося переконати Вольта – який заперечувала проти цього поняття на релігійній основі.
Теорія Гальвані в основному була проігнорована науковою спільнотою, поки його експерименти не були знову підняті через десятки років.
Сучасна наука визнає, що всі м’язові клітини, людські чи тваринні, мають електричний потенціал. Подальші два століття експериментів підтвердили, що м’язові скорочення ініціюються електрично-нервовими імпульсами і що потенційна електрична енергія присутня в мембранах усіх клітин.
Найбільший павук у світі: величезний пожирач птахів
Чому одні тварини електричніші за інших?
Електрика у світі тварин все ще залишає перед нами багато загадок. Химерністю еволюції є те, що певні м’язові клітини протягом мільйонів років перетворювались на електроцити, що генерували набагато вищі напруги, ніж звичайні м’язові клітини.
“Електрична риба сприяла нашому розумінню того, що таке електрика”, – говорить Гарде. “Це призвело до нашого розуміння того, якою є електрика є в нашому тілі, як вона працює через наше тіло і як вона може проходити через тіло, щоб допомогти йому”.
Джерело: www.bbcearth.com/
