电是一种无形的自然力量,几乎无处不在。例如,每当我们的肌肉运动时,人体内就会产生微弱的电场。但是,有些动物的用电方式已经更进一步,进化出了利用电交流自卫寻找食物的能力。
这些生物大多生活在淡水生态系统中,需要用电来弥补它们在浑浊的水中视力差,无法看清东西的缺陷。大约350种鱼类(包括“臭名昭著”的电鳗),能够输出高达860伏特的电压。相比之下,家用电源插座的电压大约为120伏或220伏。
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电鳗
有些咸水生物,如鲨鱼、鳐鱼甚至某种海豚也能依靠特殊的感觉器官在水下捕食。虽然不太常见,但陆地动物,如熊蜂、鸭嘴兽和针鼹也会利用电力来觅食和沟通。它们充满电力的秘密到底是什么?
动物用电有两种不同的方式:电生成(产生电脉冲)和电感受(检测这些脉冲)。
产电动物能够产生电,并将电输送到体外,” 马里兰州巴尔的摩国家水族馆的活体展品总策展人Jack Cover说。这类物种包括电鳗、电鳐和淡水非洲鲶,它们都会发出高压电击,使猎物丧失活动能力。
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电鳗
另一方面,电感动物能够探测到猎物产生的微弱电场。当电场击中一个生物体时,它会产生一种扭曲,电感动物便可以感应到这种扭曲。
“它们可以用这种能力来判断障碍物或猎物(或掠食者)可能在哪里,甚至是它们的大小,”芝加哥谢德水族馆动物规划和潜水业务负责人George Parsons解释说。
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窄头双髻鲨
鲨鱼也具有电感能力,它们会利用集中在头部周围的洛伦兹尼壶腹,来寻找猎物。“当它们输出电场时,能感觉到肌肉的运动,尤其是剧烈的运动,” Parsons说道。因此,一条生病的鱼在困境中挣扎时,很快就会被鲨鱼发现。
有一些产电的动物,如电鳗和象鼻鱼,也能感知到电场,会在狩猎时利用它们的一小部分电感能力来探测环境中的其他动物。然而,有许多电感动物无法产电
对于许多在浑浊的淡水环境中游动的动物来说,带电电流十分重要。例如,电鳗的栖息地——南美洲的亚马逊河和奥里诺科河流域,含有大量来自不断变化的地貌的沉积物。
这就是为什么这种约2.4米长的动物(属于裸背电鳗科的鳗形南美鱼类),既有电生成能力,又有电感受能力。这种动物可以利用身体上的三个感觉器官输出高达860伏特的电压——这足以击昏捕食者或猎物。
这三个器官分别被称为:主发电器官、亨氏发电器官和萨奇氏器官,它们都是由圆盘状的电细胞构成的,这些电细胞,有正负两极,就像手电筒电池的正负极一样。
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电鳗
 “当接收到大脑发出的信号时,它们会一起放电,就像数百万串联起来的微型电池一样,形成巨大的电流冲击,”Parsons解释说。
当旱季水位较低,大型哺乳动物在河流中寻找食物时,这种防御机制就会很有用。如果电鳗感觉到捕食者正在接近,它甚至可能会跃出水面,制造出一场惊吓。
生活在非洲的热带淡水环境中的电鲶,能够产生高达350伏的电压来寻找食物;原产于西非的象鼻鱼,可以利用它的电尾巴在浑浊的水域中航行。
有些鱼会用一种带电的表演来求偶。原产于南美洲的雄性和雌性线翎电鳗在交配时,尾巴上的器官会产生轻微的电脉冲。这些电脉冲有助于“协调和同步雌鱼释放卵子,然后雄鱼会把精子释放在这些卵子上,”Cover解释说。
海豚以回声定位(即通过折回的声音来定位物体的能力)而闻名,但淡水和咸水中都有分布的圭亚那海豚却进化出了另一种策略:通过调整电场来探测猎物,这是目前已知唯一一种能做到这一点的海洋哺乳动物
PHOTOGRAPH BY PAUL NICKLEN, NAT GEO IMAGE COLLECTION
海豚
2011年,对圈养圭亚那海豚进行的一项研究中,科学家发现,这些海豚的电感受器与许多鱼类以及鸭嘴兽的电感受器类似。
“由于中美洲和南美洲的大西洋西海岸的水很浑浊,这种动物进化出这种能力是有理可循的,”美国国家海洋和大气管理局的工程师兼研究科学家Tracy Fanara说。
鸭嘴兽原产于澳大利亚,是一种半水生哺乳动物,它可以通过喙部的40000个电感受器来探测猎物。比如游泳时,它可以通过金属探测器一样的喙,来寻找小龙虾和蚯蚓等。
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鸭嘴兽
与鸭嘴兽一样,针鼹也属于单孔目动物家族,分布于新几内亚和澳大利亚,可能是唯一一种利用电感受器来定位猎物的陆生动物。其吻部的电感受系统与鸭嘴兽相似,但远没有鸭嘴兽复杂,只有不到2000个感受器。
众所周知,在昆虫中,熊蜂能够通过改变花的静电来与蜂巢的成员交流
“它们的翅膀摆动速度非常快,在收集花粉时,实际上会产生一个电场,”Fanara说道。这可以改变一朵花周围的电荷约100秒,从而传达给其他蜜蜂“这朵花的花粉已经采光。”
不妨来大开脑洞,想一想如果你也时刻都有十足的电力,会想做些什么?
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