Pelepasan yang paling kuat berasal dari belut listrik. Belut listrik adalah penghasil listrik paling kuat di antara ikan.

Dominikus Statham

Foto ©depositphotos.com/Yourth2007

Elektroforus listrik) hidup di perairan gelap rawa dan sungai di Amerika Selatan bagian utara. Ini adalah predator misterius dengan sistem elektrolokasi yang canggih dan kemampuan bergerak dan berburu dalam kondisi jarak pandang rendah. Menggunakan "elektroreseptor" untuk mendeteksi distorsi medan listrik yang disebabkan olehnya tubuh sendiri, ia mampu mendeteksi calon korban namun tetap tidak terdeteksi. Ini melumpuhkan korban dengan sengatan listrik yang kuat, cukup kuat untuk membuat korban pingsan mamalia besar seperti kuda, atau bahkan membunuh seseorang. Dengan bentuk tubuhnya yang memanjang dan membulat, belut ini menyerupai ikan yang biasa kita sebut belut moray (ordo Anguilliformes); Namun, ia termasuk dalam ordo ikan yang berbeda (Gymnotiformes).

Ikan yang bisa mendeteksi medan listrik, ditelepon elektroreseptif, dan yang mampu menghasilkan medan listrik yang kuat, seperti belut listrik, disebut elektrogenik.

Bagaimana belut listrik bisa menghasilkan tegangan listrik setinggi itu?

Ikan listrik bukan satu-satunya yang mampu menghasilkan listrik. Hampir semua organisme hidup melakukan hal ini pada tingkat tertentu. Otot-otot di tubuh kita, misalnya, dikendalikan oleh otak menggunakan sinyal listrik. Elektron yang dihasilkan oleh bakteri dapat digunakan untuk menghasilkan listrik dalam sel bahan bakar yang disebut elektrosit. (lihat tabel di bawah). Meskipun setiap sel hanya membawa muatan kecil, dengan menumpuk ribuan sel secara seri, seperti baterai dalam senter, tegangan hingga 650 volt (V) dapat dihasilkan. Jika barisan-barisan tersebut disusun secara paralel, maka dapat dihasilkan arus listrik sebesar 1 Ampere (A) yang menghasilkan sengatan listrik sebesar 650 watt (W; 1 W = 1 V×1 A).

Bagaimana cara belut menghindari sengatan listrik?

Foto: CC-BY-SA Steven Walling melalui Wikipedia

Para ilmuwan tidak tahu persis bagaimana menjawab pertanyaan ini, namun beberapa pengamatan menarik mungkin bisa menjelaskan masalah ini. Pertama, organ vital belut (seperti otak dan jantung) terletak di dekat kepala, jauh dari organ penghasil listrik, dan dikelilingi oleh jaringan lemak yang dapat berfungsi sebagai penyekat. Kulit juga memiliki sifat isolasi, karena jerawat pada kulit yang rusak diketahui lebih rentan terhadap sengatan listrik.

Kedua, belut mampu memberikan sengatan listrik paling kuat pada saat kawin, tanpa menimbulkan kerugian bagi pasangannya. Namun, jika pukulan dengan kekuatan yang sama diterapkan pada belut lain bukan saat kawin, hal itu dapat membunuhnya. Hal ini menunjukkan bahwa belut memiliki semacam sistem pertahanan yang dapat dihidupkan dan dimatikan.

Mungkinkah belut listrik berevolusi?

Sangat sulit membayangkan bagaimana hal ini bisa terjadi melalui perubahan kecil, seperti yang disyaratkan oleh proses yang diusulkan oleh Darwin. Jika gelombang kejut penting sejak awal, maka alih-alih memingsankan, gelombang kejut akan memperingatkan korban akan bahaya. Selain itu, untuk mengembangkan kemampuan menyetrum mangsanya, belut listrik harus melakukannya serentak mengembangkan sistem pertahanan diri. Setiap kali muncul mutasi yang meningkatkan kekuatan sengatan listrik, pasti muncul mutasi lain yang meningkatkan isolasi listrik belut. Tampaknya tidak mungkin mutasi tunggal saja sudah cukup. Misalnya, untuk memindahkan organ lebih dekat ke kepala, diperlukan serangkaian mutasi, yang harus terjadi secara bersamaan.

Meskipun hanya sedikit ikan yang mampu memukau mangsanya, ada banyak spesies yang menggunakan listrik bertegangan rendah untuk navigasi dan komunikasi. Belut listrik termasuk dalam kelompok ikan Amerika Selatan yang dikenal sebagai ikan pisau (keluarga Mormyridae) yang juga menggunakan elektrolokasi dan diperkirakan telah mengembangkan kemampuan ini bersama dengan sepupu mereka di Amerika Selatan. Terlebih lagi, para evolusionis terpaksa menyatakan bahwa organ-organ listrik ada pada ikan berevolusi secara independen satu sama lain delapan kali. Mengingat kompleksitas strukturnya, sangat mengejutkan bahwa sistem ini dapat berkembang setidaknya satu kali, apalagi delapan kali selama evolusi.

Pisau dari Amerika Selatan dan chimaera dari Afrika menggunakan organ listriknya untuk lokasi dan komunikasi, dan menggunakan sejumlah berbagai jenis elektroreseptor. Kedua kelompok tersebut mengandung spesies yang menghasilkan medan listrik dengan berbagai bentuk gelombang kompleks. Dua jenis bilah pisau Brachyhypopomus benetti Dan Brachyhypopomus walteri sangat mirip satu sama lain sehingga dapat diklasifikasikan menjadi satu jenis, tetapi jenis pertama menghasilkan arus tegangan konstan, dan jenis kedua menghasilkan arus tegangan bolak-balik. Kisah evolusi menjadi lebih luar biasa jika Anda menggali lebih dalam. Untuk memastikan bahwa perangkat elektrolokasi mereka tidak saling mengganggu atau menimbulkan gangguan, beberapa spesies menggunakan sistem khusus yang dengannya setiap ikan mengubah frekuensi pelepasan listrik. Patut dicatat bahwa sistem ini bekerja hampir sama (menggunakan algoritma komputasi yang sama) dengan pisau kaca dari Amerika Selatan ( Eigenmannia) dan ikan Afrika aba-aba ( Gimnarchus). Mungkinkah sistem untuk menghilangkan gangguan seperti itu berevolusi secara mandiri pada dua kelompok ikan terpisah yang hidup di benua berbeda?

Mahakarya ciptaan Tuhan

Unit energi belut listrik telah melampaui semua ciptaan manusia dalam hal kekompakan, fleksibilitas, mobilitas, keamanan lingkungan, dan kemampuan penyembuhan diri. Semua bagian dari peralatan ini terintegrasi sempurna ke dalam tubuh yang dipoles, yang memberikan belut kemampuan untuk berenang dengan kecepatan dan ketangkasan yang tinggi. Semua detail strukturnya - mulai dari sel kecil yang menghasilkan listrik hingga kompleks komputasi paling rumit yang menganalisis distorsi medan listrik yang dihasilkan oleh belut - menunjukkan rencana Sang Pencipta yang agung.

Bagaimana belut listrik menghasilkan listrik? (artikel sains populer)

Ikan listrik menghasilkan listrik seperti halnya saraf dan otot di tubuh kita. Di dalam sel elektrosit terdapat protein enzim khusus yang disebut Na-K ATPase memompa ion natrium melintasi membran sel dan menyerap ion kalium. ('Na' adalah simbol kimia untuk natrium dan 'K' adalah simbol kimia untuk kalium. 'ATP' adalah adenosin trifosfat, molekul energi yang digunakan untuk mengoperasikan pompa). Ketidakseimbangan antara ion kalium di dalam dan di luar sel mengakibatkan gradien kimia yang mendorong ion kalium keluar sel kembali. Demikian pula, ketidakseimbangan antara ion natrium menciptakan gradien kimia yang menarik ion natrium kembali ke dalam sel. Protein lain yang tertanam dalam membran bertindak sebagai saluran ion kalium, pori-pori yang memungkinkan ion kalium meninggalkan sel. Ketika ion kalium bermuatan positif terakumulasi di bagian luar sel, gradien listrik terbentuk di sekitar membran sel, menyebabkan bagian luar sel bermuatan lebih positif daripada bagian dalam. Pompa Na-K ATPase (natrium-kalium adenosin triphosphatase) dirancang sedemikian rupa sehingga hanya memilih satu ion bermuatan positif, jika tidak, ion bermuatan negatif juga akan mengalir masuk, menetralkan muatan.

Sebagian besar tubuh belut listrik terdiri dari organ listrik. Organ utama dan organ Pemburu bertanggung jawab atas produksi dan akumulasi muatan listrik. Organ Sachs menghasilkan medan listrik tegangan rendah yang digunakan untuk elektrolokasi.

Gradien kimia mendorong ion kalium keluar, sedangkan gradien listrik menariknya kembali. Pada saat keseimbangan, ketika gaya kimia dan listrik saling menghilangkan, akan terdapat sekitar 70 milivolt lebih banyak muatan positif di bagian luar sel dibandingkan di dalam. Jadi, muatan negatif sebesar -70 milivolt muncul di dalam sel.

Namun jumlah besar Protein yang tertanam dalam membran sel menyediakan saluran ion natrium - ini adalah pori-pori yang memungkinkan ion natrium masuk kembali ke dalam sel. Biasanya pori-pori ini tertutup, tetapi ketika organ listrik diaktifkan, pori-pori terbuka dan ion natrium bermuatan positif mengalir kembali ke dalam sel di bawah pengaruh gradien potensial kimia. Dalam hal ini, keseimbangan tercapai ketika muatan positif hingga 60 milivolt terakumulasi di dalam sel. Ada perubahan tegangan total dari -70 menjadi +60 milivolt, yaitu 130 mV atau 0,13 V. Pelepasan ini terjadi sangat cepat, dalam waktu sekitar satu milidetik. Dan karena sekitar 5000 elektrosit dikumpulkan dalam serangkaian sel, hingga 650 volt (5000 × 0,13 V = 650) dapat dihasilkan karena pelepasan semua sel secara sinkron.

Pompa Na-K ATPase (natrium-kalium adenosin triphosphatase). Selama setiap siklus, dua ion kalium (K+) masuk ke dalam sel, dan tiga ion natrium (Na+) keluar dari sel. Proses ini didorong oleh energi molekul ATP.

Glosarium

Sebuah atom atau molekul yang membawa muatan listrik karena jumlah elektron dan proton yang tidak sama. Suatu ion akan bermuatan negatif jika mengandung lebih banyak elektron daripada proton, dan bermuatan positif jika mengandung lebih banyak proton daripada elektron. Ion kalium (K+) dan natrium (Na+) bermuatan positif.

Gradien

Perubahan nilai apa pun ketika berpindah dari satu titik dalam ruang ke titik lainnya. Misalnya, jika Anda menjauh dari api, suhunya akan turun. Dengan demikian, api menghasilkan gradien suhu yang menurun seiring dengan jarak.

Gradien listrik

Gradien perubahan besarnya muatan listrik. Misalnya, jika terdapat lebih banyak ion bermuatan positif di luar sel daripada di dalam sel, gradien listrik akan mengalir melintasi membran sel. Karena muatan sejenis saling tolak menolak, ion-ion akan bergerak sedemikian rupa sehingga muatan di dalam dan di luar sel menjadi seimbang. Pergerakan ion akibat gradien listrik terjadi secara pasif, di bawah pengaruh energi potensial listrik, dan tidak aktif, di bawah pengaruh energi yang berasal dari sumber luar, misalnya molekul ATP.

Gradien kimia

Gradien konsentrasi kimia. Misalnya, jika terdapat lebih banyak ion natrium di luar sel daripada di dalam sel, maka gradien kimia ion natrium akan mengalir melintasi membran sel. Karena pergerakan ion yang acak dan tumbukan di antara ion-ion tersebut, terdapat kecenderungan ion natrium berpindah dari konsentrasi yang lebih tinggi ke konsentrasi yang lebih rendah hingga tercapai keseimbangan, yaitu hingga terdapat jumlah ion natrium yang sama pada kedua sisi ion. selaput. Hal ini terjadi secara pasif, sebagai akibat dari difusi. Pergerakan tersebut didorong oleh energi kinetik ion, bukan oleh energi yang diterima dari sumber eksternal seperti molekul ATP.

Benar sekali saya diingatkan di kolom komentar bahwa meskipun namanya belut listrik, belut listrik tidak termasuk dalam ordo belut, melainkan lebih dekat dengan ikan mas dan lele.
Orang-orang sudah lama mengetahui tentang ikan listrik: dulu Mesir Kuno Ikan pari listrik digunakan untuk mengobati epilepsi, anatomi belut listrik memberi Alessandro Volta ide untuk baterainya yang terkenal, dan Michael Faraday, “bapak listrik”, menggunakan belut yang sama sebagai peralatan ilmiah. Ahli biologi modern tahu apa yang diharapkan dari ikan seperti itu (belut setinggi hampir dua meter dapat menghasilkan 600 volt), selain itu, kurang lebih diketahui jenis gen apa yang membentuk sifat yang tidak biasa tersebut - musim panas ini sekelompok ahli genetika dari Universitas dari Wisconsin di Madison (AS) menerbitkan makalah dengan urutan lengkap genom belut listrik. Tujuan dari “kemampuan listrik” juga jelas: mereka diperlukan untuk berburu, untuk orientasi di ruang angkasa dan untuk perlindungan dari predator lainnya. Hanya satu hal yang masih belum diketahui - bagaimana sebenarnya ikan tersebut menggunakan sengatan listriknya, strategi apa yang mereka gunakan.

Sekarang kita akan mencari tahu tentang ini...

Pertama, sedikit tentang tokoh utama itu sendiri.

Ada banyak bahaya yang mengintai di perairan Amazon yang misterius dan keruh. Salah satunya adalah belut listrik (lat. Elektroforus listrik) merupakan satu-satunya perwakilan ordo belut listrik. Ini berasal dari Amerika Selatan bagian timur laut dan ditemukan di anak-anak sungai kecil di bagian tengah dan bawah sungai yang kuat Amazon.

Panjang rata-rata belut listrik dewasa adalah satu setengah meter, meskipun terkadang ditemukan spesimen sepanjang tiga meter. Ikan ini memiliki berat sekitar 40 kg. Tubuhnya memanjang dan agak pipih kesamping. Sebenarnya, belut ini tidak terlalu mirip ikan: ia tidak memiliki sisik, hanya sirip ekor dan sirip dada, dan yang terpenting, ia menghirup udara atmosfer.

Foto 3.

Faktanya, anak-anak sungai tempat hidup belut listrik terlalu dangkal dan berlumpur, serta air di dalamnya praktis tanpa oksigen. Oleh karena itu, alam telah menganugerahi hewan tersebut jaringan pembuluh darah unik di rongga mulut, yang dengannya belut menyerap oksigen langsung dari udara luar. Benar, untuk ini dia harus naik ke permukaan setiap 15 menit. Namun jika belut tiba-tiba keluar dari air, ia dapat hidup beberapa jam, asalkan tubuh dan mulutnya tidak mengering.

Batubara listrik berwarna coklat zaitun, sehingga tidak terdeteksi oleh potensi penambangan. Hanya tenggorokan dan bagian bawah kepala yang berwarna oranye terang, tetapi hal ini sepertinya tidak akan membantu para korban belut listrik yang malang. Begitu dia gemetar dengan seluruh tubuhnya yang licin, terbentuklah pelepasan dengan tegangan hingga 650V (kebanyakan 300-350V), yang langsung membunuh semua ikan kecil di dekatnya. Mangsanya jatuh ke dasar, dan pemangsa mengambilnya, menelannya utuh dan mengurapi dirinya di dekatnya untuk beristirahat sebentar.

Foto 4.

Belut listrik memiliki organ khusus yang terdiri dari banyak pelat listrik - sel otot yang dimodifikasi, di antara membran yang terbentuk perbedaan potensial. Organ menempati dua pertiga berat badan ikan ini.

Namun, belut listrik dapat menghasilkan muatan listrik dengan tegangan lebih rendah - hingga 10 volt. Karena dia punya penglihatan yang buruk, dia menggunakannya sebagai radar untuk menavigasi dan mencari mangsa.

Belut listrik bisa berukuran sangat besar, panjangnya mencapai 2,5 meter dan berat 20 kilogram. Mereka tinggal di sungai-sungai di Amerika Selatan, seperti Amazon dan Orinoco. Mereka memakan ikan, amfibi, burung, dan bahkan mamalia kecil.

Pasalnya belut listrik menyerap oksigen langsung darinya udara atmosfer, dia harus sering sekali naik ke permukaan air. Dia harus melakukan ini setidaknya sekali setiap lima belas menit, tapi biasanya ini terjadi lebih sering.

Sampai saat ini, hanya ada sedikit kasus orang meninggal setelah bertemu belut listrik. Namun, sengatan listrik berulang kali dapat menyebabkan gagal napas atau jantung, yang dapat menyebabkan seseorang tenggelam bahkan di perairan dangkal.

Foto 5.

Seluruh tubuhnya ditutupi dengan organ khusus yang terdiri dari sel-sel khusus. Sel-sel ini secara berurutan terhubung satu sama lain menggunakan saluran saraf. Bodi depan ada “plus”, belakang ada “minus”. Listrik yang lemah dihasilkan pada awalnya dan, mengalir secara berurutan dari satu organ ke organ lainnya, ia memperoleh kekuatan untuk menyerang seefektif mungkin.

Belut listrik sendiri percaya bahwa ia diberkahi dengan perlindungan yang dapat diandalkan, sehingga tidak terburu-buru untuk menyerah bahkan kepada musuh yang lebih besar. Ada beberapa kasus ketika belut tidak mau menyerah bahkan pada buaya, dan orang-orang harus menghindari bertemu dengan mereka sama sekali. Tentu saja, keputihan tidak mungkin membunuh orang dewasa, tetapi sensasi yang ditimbulkannya akan lebih dari sekadar tidak menyenangkan. Selain itu, ada risiko kehilangan kesadaran, dan jika berada di dalam air, Anda mudah tenggelam.

Foto 6.

Belut listrik sangat agresif; ia langsung menyerang dan tidak akan memperingatkan siapa pun tentang niatnya. Jarak aman dari belut sepanjang satu meter setidaknya tiga meter - ini seharusnya cukup untuk menghindari arus berbahaya.

Selain organ utama yang menghasilkan listrik, belut juga mempunyai satu lagi yang dapat digunakan untuk melakukan pengintaian lingkungan. Pencari lokasi unik ini memancarkan gelombang frekuensi rendah, yang ketika kembali, memberi tahu pemiliknya tentang rintangan di depan atau keberadaan makhluk hidup yang cocok.

Foto 7.

Ahli zoologi Kenneth Catania ( Kenneth Catania) dari Vanderbilt University (USA), mengamati belut listrik yang hidup di akuarium yang dilengkapi peralatan khusus, memperhatikan bahwa ikan dapat menghabiskan baterainya dalam tiga cara yang berbeda. Yang pertama adalah pulsa tegangan rendah yang ditujukan untuk orientasi di tanah, yang kedua adalah rangkaian dua atau tiga pulsa tegangan tinggi yang berlangsung beberapa milidetik, dan terakhir, metode ketiga adalah salvo tegangan tinggi dan frekuensi tinggi yang relatif panjang. pelepasan.

Ketika belut menyerang, ia mengirimkan banyak volt dengan frekuensi tinggi ke mangsanya (metode nomor tiga). Tiga hingga empat milidetik pemrosesan seperti itu sudah cukup untuk melumpuhkan korbannya - yaitu, belut dapat dikatakan menggunakan sengatan listrik jarak jauh. Selain itu, frekuensinya jauh lebih tinggi daripada perangkat buatan: misalnya, alat kejut Taser jarak jauh mengirimkan 19 pulsa per detik, sementara belut mengirimkan sebanyak 400 pulsa. Setelah melumpuhkan korban, ia harus, tanpa membuang waktu, segera meraihnya, jika tidak. mangsanya akan sadar dan berenang menjauh.

Foto 8.

Dalam sebuah artikel di Sains Kenneth Catania menulis bahwa "pistol setrum hidup" bekerja dengan cara yang sama seperti alat setrum buatannya, menyebabkan kontraksi otot yang kuat dan tidak disengaja. Mekanisme kerjanya ditentukan dalam eksperimen unik, ketika seekor ikan dengan sumsum tulang belakang yang hancur ditempatkan di akuarium bersama belut; Mereka dipisahkan satu sama lain oleh penghalang listrik yang dapat ditembus. Ikan tidak dapat mengendalikan ototnya, tetapi mereka berkontraksi sendiri sebagai respons terhadap impuls listrik dari luar. (Belut diprovokasi untuk mengeluarkan cairan dengan memberinya cacing sebagai makanan.) Jika ikan dengan sumsum tulang belakang yang rusak juga disuntik dengan agen saraf curare, maka listrik dari belut tidak akan berpengaruh padanya. Artinya, sasaran pelepasan listrik justru pada neuron motorik yang mengontrol otot.

Foto 9.

Namun, semua itu terjadi ketika belut sudah mengidentifikasi mangsanya. Bagaimana jika mangsanya disembunyikan? Maka Anda tidak akan bisa menemukannya dengan pergerakan air. Selain itu, belut sendiri berburu di malam hari, dan pada saat yang sama tidak bisa menyombongkan diri penglihatan yang bagus. Untuk mencari mangsa, ia menggunakan pelepasan tipe II: rangkaian pendek dari dua atau tiga pulsa tegangan tinggi. Pelepasan ini meniru sinyal dari neuron motorik, menyebabkan semua otot calon korban berkontraksi. Belut seolah-olah memerintahkannya untuk menampakkan dirinya: kejang otot melewati tubuh korban, ia mulai bergerak-gerak, dan belut menangkap getaran air - dan memahami di mana mangsanya disembunyikan. Dalam percobaan serupa dengan ikan yang sumsum tulang belakangnya hancur, ia dipisahkan dari belut oleh penghalang kedap listrik, tetapi belut dapat merasakan gelombang air darinya. Pada saat yang sama, ikan dihubungkan dengan stimulator sehingga otot-ototnya berkontraksi atas permintaan pelaku eksperimen. Ternyata jika belut mengeluarkan “denyut deteksi” pendek, dan pada saat yang sama ikan dipaksa bergerak-gerak, maka belut akan menyerangnya. Jika ikan tidak merespons dengan cara apa pun, maka belut, tentu saja, tidak bereaksi dengan cara apa pun - dia tidak tahu di mana dia berada.

Secara keseluruhan, belut listrik menunjukkan strategi berburu yang cukup canggih. Dari waktu ke waktu mengirim lingkungan luar Pelepasan “pseudomuskuler”, memaksa korban yang tersembunyi untuk menampakkan diri, kemudian berenang ke tempat gelombang menyebar di dalam air, dan mengeluarkan pelepasan lain yang melumpuhkan mangsanya. Dengan kata lain, belut hanya mendapatkan kendali atas otot-otot korbannya, memerintahkan mereka untuk bergerak atau membeku ketika dibutuhkan.

Foto 11.

Foto 12.

Foto 13.

Belut listrik merupakan ikan berukuran besar, panjang 1 sampai 3 meter, berat belut mencapai 40 kg. Badan belut memanjang - berbelit-belit, ditutupi kulit berwarna abu-abu kehijauan tanpa sisik, bagian depannya membulat, dan lebih dekat ke ekornya pipih ke samping. Belut tinggal di Amerika Selatan, khususnya di Lembah Amazon.

Belut besar menghasilkan tegangan hingga 1200 V dan arus hingga 1 A. Bahkan spesimen akuarium kecil pun menghasilkan pelepasan 300 hingga 650 V. Oleh karena itu, belut listrik dapat menimbulkan bahaya serius bagi manusia.

Belut listrik mengakumulasi muatan listrik dalam jumlah besar, yang pelepasannya digunakan untuk berburu dan bertahan melawan predator. Namun belut bukanlah satu-satunya ikan yang menghasilkan listrik.

Ikan listrik

Selain belut listrik, sejumlah besar belut air tawar dan ikan laut mampu menghasilkan listrik. Total ada sekitar tiga ratus spesies tersebut dari berbagai keluarga yang tidak berkerabat.

Kebanyakan ikan "listrik" menggunakan medan listrik untuk bernavigasi atau mencari mangsa, tetapi beberapa perwakilan memiliki muatan yang lebih serius.

Jalur listrik - ikan bertulang rawan, kerabat hiu, tergantung spesiesnya, dapat memiliki tegangan muatan 50 hingga 200 V, kekuatan arus mencapai 30 A. Muatan tersebut dapat mengenai mangsa yang cukup besar.

lele listrik - ikan air tawar, panjangnya mencapai 1 meter, berat tidak melebihi 25 kg. Meski ukurannya relatif kecil, ikan lele listrik mampu menghasilkan tegangan 350-450 V, dengan arus 0,1-0,5 A.

Organ listrik

Ikan tersebut menyebutkan pertunjukan kemampuan yang tidak biasa berkat otot yang dimodifikasi - organ listrik. Pada ikan yang berbeda, formasi ini memiliki struktur, ukuran, dan lokasi yang berbeda, misalnya pada belut listrik, formasi ini terletak di kedua sisi sepanjang tubuh dan membentuk sekitar 25% massa ikan.

Di Akuarium Enoshima di Jepang, belut listrik digunakan untuk menerangi pohon Natal. Pohon tersebut dihubungkan dengan akuarium, ikan yang hidup di dalamnya menghasilkan listrik sekitar 800 W yang cukup untuk penerangan.

Setiap organ listrik terdiri dari pelat listrik - sel saraf dan otot yang dimodifikasi, yang membrannya menciptakan perbedaan potensial.

Pelat-pelat listrik yang dihubungkan secara seri dirangkai menjadi kolom-kolom yang dihubungkan secara paralel satu sama lain. Beda potensial yang dihasilkan oleh pelat terakumulasi pada ujung organ listrik yang berlawanan. Yang tersisa hanyalah mengaktifkannya.

Seekor belut listrik, misalnya, membelok dan serangkaian aliran listrik melompat antara bagian depan tubuh yang bermuatan positif dan bagian belakang yang bermuatan negatif, sehingga menyerang mangsanya.

Keluarga ini hanya berisi satu genus dengan satu spesies - belut listrik (Electrophorus electricus). Belut listrik menghuni sungai dangkal di timur laut Amerika Selatan dan anak-anak sungai di Amazon tengah dan bawah.

Di waduk berarus rendah, banyak ditumbuhi tanaman, dan berlumpur ini, sering terjadi kekurangan oksigen yang parah. Mungkin, keadaan inilah yang menyebabkan belut listrik mengembangkan area khusus jaringan pembuluh darah di rongga mulut, yang memungkinkannya menyerap oksigen langsung dari udara atmosfer. Untuk menangkap sebagian udara baru, belut harus naik ke permukaan air setidaknya setiap 15 menit sekali, tetapi biasanya lebih sering. Jika belut listrik kehilangan kesempatan ini, ia akan mati dan, meskipun terdengar paradoks jika dibandingkan dengan ikan, ia akan tenggelam. Kemampuan belut listrik dalam menggunakan oksigen atmosfer untuk bernapas memungkinkannya tetap berada di luar air selama beberapa jam tanpa membahayakan, namun hanya jika tubuh dan rongga mulutnya tetap lembab. Fitur ini tidak hanya menjamin kelangsungan hidup belut secara ekstrim kondisi yang tidak menguntungkan keberadaannya, tetapi juga menjadikan mereka hewan laboratorium yang sangat nyaman untuk eksperimen.

Belut listrik adalah ikan berukuran besar panjang rata-rata individu dewasa berukuran 1-1,5 m, dan spesimen terbesar yang diketahui mencapai hampir tiga panjang meter. Belut listrik memiliki kulit telanjang tanpa sisik; tubuhnya sangat memanjang, membulat di bagian anterior dan agak tertekan ke samping di bagian posterior. Belut listrik tidak memiliki sirip punggung atau sirip perut, dan sirip dada sangat kecil dan, ketika ikan bergerak, tampaknya hanya berperan sebagai penstabil. Organ utama pergerakan belut adalah sirip dubur yang besar, berjumlah hingga 350 jari dan membentang dari anus hingga ujung ekor. Dengan bantuan gerakan siripnya yang bergelombang, belut dapat bergerak maju mundur, naik turun dengan sama mudahnya.

Warna belut listrik dewasa coklat zaitun, bagian bawah kepala dan tenggorokan berwarna oranye terang, tepi sirip dubur berwarna terang, dan mata berwarna hijau zamrud. Warna ikan muda lebih terang, berwarna oker, kadang bermotif marmer.

Paling fitur menarik belut listrik memiliki organ listrik yang sangat besar yang menempati sekitar 4/5 panjang tubuhnya. Kutub positif “baterai” terletak di bagian depan tubuh belut, kutub negatif di belakang, yaitu kebalikan dari lele listrik dumbo. Tegangan pelepasan tertinggi, menurut pengamatan di akuarium, dapat mencapai 650 V, tetapi biasanya lebih kecil, dan pada ikan yang panjangnya rata-rata satu meter tidak melebihi 350 V. Namun, kekuatan arusnya tidak terlalu tinggi - hanya 0,5 -0,75 Ah, jadi pelepasan tegangan enam ratus volt pun tidak dapat menyebabkan kejutan fatal pada seseorang. Benar, seiring pertumbuhan ikan, kekuatan arus meningkat secara signifikan (hingga 2 A), dan sulit untuk mengatakan apa akibat sengatan listrik dari ikan setinggi tiga meter.

Organ listrik utama digunakan belut untuk melindungi diri dari musuh dan melumpuhkan mangsanya, yang sebagian besar terdiri dari ikan-ikan kecil. Selain organ bertegangan tinggi yang kuat, belut listrik memiliki dua jenis organ bertegangan rendah lagi. Tujuan dari salah satunya tidak jelas; yang diketahui hanyalah bahwa ia beroperasi sehubungan dengan “baterai” utama. Jenis organ listrik “tambahan” yang kedua berperan sebagai pencari lokasi, berfungsi untuk mendeteksi hambatan di jalur pergerakan, dan pada ikan tua, untuk mencari makanan, karena seiring bertambahnya usia, penglihatan belut listrik tampaknya menurun tajam. Frekuensi pelepasan lokasi tersebut saat ikan tenang tidak melebihi 20-30 per detik, namun saat bersemangat bisa mencapai 50.

Hampir tidak ada yang diketahui tentang reproduksi dan perkembangan belut listrik, seperti ikan gymnotoid lainnya. Menurut beberapa pengamatan, pada saat berkembang biak, belut listrik meninggalkan habitat biasanya dan kembali ke sana, ditemani oleh belut dewasa, yang mulai menjalani gaya hidup mandiri, mencapai panjang 10-12 cm.

Belut listrik telah berhasil dipelihara di penangkaran dan sering menghiasi akuarium umum berukuran besar. Tidak disarankan untuk sering mengganti air di akuarium. Jika tidak, belut listrik akan mengalami bisul di tubuhnya dan mati. Fenomena ini rupanya disebabkan oleh fakta bahwa lendir yang dikeluarkan belut mengandung sejenis antibiotik, yang bila terakumulasi di dalam air akan melindungi ikan dari penyakit maag.

Organ listrik merupakan formasi berpasangan pada sejumlah ikan yang mampu menghasilkan muatan listrik; berfungsi untuk pertahanan, serangan, sinyal intraspesifik dan orientasi dalam ruang. Mereka telah berevolusi secara mandiri di beberapa kelompok ikan air tawar dan laut yang tidak berkerabat. Mereka banyak terdapat pada fosil ikan dan hewan tak berahang; diketahui lebih dari 300 orang spesies modern. Lokasi, bentuk dan struktur organ-organ ini berbeda-beda pada setiap spesies. Letaknya dapat simetris pada sisi tubuh dalam bentuk formasi mirip ginjal ( jalur listrik dan belut listrik) atau lapisan tipis subkutan (ikan lele listrik), formasi silinder berfilamen (mormyrid dan gymnotids), di ruang infraorbital (pengamat bintang Amerika), dapat, misalnya, hingga 1/6 (sinar listrik) dan 1/4 (belut listrik dan lele) kumpulan ikan. Setiap organ terdiri dari banyak pelat listrik yang dikumpulkan dalam kolom - sel otot, saraf atau kelenjar yang dimodifikasi (rata), yang membrannya merupakan generator listrik. Jumlah pelat dan kolom pada organ jenis yang berbeda ikannya berbeda-beda: ikan pari listrik memiliki sekitar 600 kolom yang disusun dalam bentuk sarang lebah yang masing-masing berisi 400 pelat, belut listrik memiliki 70 kolom yang ditempatkan secara horizontal masing-masing 6000, lele listrik memiliki pelat listrik, sekitar 2 juta, didistribusikan secara acak. Beda potensial yang dikembangkan di ujung-ujung organ ketika rangkaian listrik terbuka dapat mencapai 1200 V (belut listrik), dan daya pelepasan per pulsa mencapai 1,5 kW. Yang terakhir ini berlaku, tentu saja, pada sirkuit tertutup ketika ikan berada di dalam air.

Ikan pari listrik Torpedo occidentalis, yang hidup di lautan, juga memiliki muatan listrik yang sangat kuat. Air asin menghantarkan arus listrik dengan lebih baik.

Buangan tersebut dikeluarkan secara seri, bentuk, durasi dan urutannya bergantung pada derajat eksitasi dan jenis ikan. Tingkat pengulangan pulsa terkait dengan tujuannya (misalnya, ikan pari listrik memancarkan 10-12 pulsa "pertahanan" dan 14 hingga 562 pulsa "berburu" per detik, tergantung pada ukuran mangsanya). Tegangan pada pelepasannya berkisar antara 220 (ikan pari listrik) hingga 600 V (belut listrik). Ikan yang memiliki organ listrik dapat dengan aman mentolerir tegangan yang membunuh ikan yang tidak memilikinya (belut listrik - hingga 220 V). Pelepasan listrik ikan besar berbahaya bagi manusia.

Belut listrik merupakan satu-satunya perwakilan dari genus Electrophorus. Ikan yang berbadan ular sama dengan Electrophorus electricus. Ikan ini hidup di Amerika Selatan, lebih disukai terutama air berlumpur Amazon dan Orinoco. Belut listrik ditemukan di perairan dangkal yang tergenang dengan kadar oksigen rendah.

Deskripsi belut listrik

Belut listrik sudah cukup ukuran besar– panjang tubuh rata-rata 2-2,5 meter, dan beberapa individu mencapai 3 meter.

Belut listrik memiliki berat sekitar 40 kilogram. Bentuk badannya seperti ular dan badannya agak pipih pada bagian samping. Kepalanya rata.

Patut dicatat bahwa belut listrik sama sekali tidak memiliki sisik. Sirip dada dan sirip ekor belut berkembang sangat baik, dengan bantuannya ikan berenang dengan baik dan dapat bergerak ke berbagai arah. Warnanya kamuflase abu-abu kecokelatan, membantu saat berburu. Warna kepala mungkin berbeda dari warna umum dan memiliki warna oranye.

Ciri unik belut listrik

Namanya semakin menonjolkan keunikan ikan ini, yaitu mampu menghasilkan listrik. Tubuh belut listrik ditutupi sel-sel khusus yang dihubungkan oleh saluran saraf.

Di bagian paling awal tubuh, pelepasan listriknya lemah, tetapi di bagian ekor menjadi lebih kuat. Arus belut listrik mematikan tidak hanya bagi ikan kecil, tapi juga bagi lawan berukuran besar.

Kekuatan impuls listrik ikan ini rata-rata 350 V. Bagi manusia, sengatan listrik seperti itu tidak berakibat fatal, namun dapat membuat pingsan atau kehilangan kesadaran, sehingga sebaiknya menjauhi belut listrik.

Mulut belut listrik memiliki jaringan pembuluh darah yang unik, sehingga terkadang harus naik ke permukaan untuk menghirup udara. Ia dapat bertahan di permukaan selama lebih dari 10 menit, sementara tidak ada spesies ikan lain yang bertahan di udara lebih dari 30 detik.

Berburu belut listrik

Predator ini menyerang secara tiba-tiba, tidak menyerah bahkan pada korban yang besar sekalipun. Jika ada makhluk hidup di dekat belut, ia akan mengguncang tubuhnya, sehingga terbentuk muatan dengan kekuatan 300-350 V, yang langsung membunuh mangsa yang berada di dekatnya, biasanya ikan kecil.

Ketika mangsa yang lumpuh itu tenggelam ke dasar, belut listrik perlahan mendekatinya dan menelannya utuh. Setelah makan, dia beristirahat selama beberapa menit, mencernanya.

Reproduksi belut listrik

Sangat sedikit yang diketahui tentang reproduksi ikan ini. Para ilmuwan masih belum mengetahui sepenuhnya lingkaran kehidupan belut listrik. Diketahui bahwa pada waktu-waktu tertentu belut berenang menjauh ke tempat-tempat yang sulit dijangkau, dan mereka muncul bersama dengan keturunannya yang sudah dewasa.

Beberapa ilmuwan percaya bahwa belut listrik jantan membuat sarang dari air liurnya, dan belut listrik betina bertelur di sarang tersebut. Sekitar 17 ribu ikan kecil muncul dari satu sarang. Individu yang lahir pertama paling sering memakan sisa telur dari sarangnya.

Ilmu pengetahuan tidak mengetahui bagaimana proses pembuahan terjadi, di mana hewan muda berkembang dan apa yang dimakan bayinya. Namun yang jelas belut listrik dengan panjang tubuh 10-12 sentimeter sudah dianggap dewasa.

Fakta menarik tentang belut listrik

Penglihatan ikan ini sangat buruk; diyakini seiring bertambahnya usia mereka umumnya tidak dapat melihat, dan mereka aktif terutama di malam hari. Mereka menerima informasi tentang rintangan terdekat menggunakan pencari lokasi dengan gelombang frekuensi rendah;
Belut listrik tidak ada persamaannya dengan belut pada umumnya. Belut listrik termasuk dalam kelas ikan sirip pari;
Belut listrik memiliki gigi yang pendek, sehingga tidak mengunyah makanannya, tetapi menelannya seluruhnya;
Belut predator tidak hanya memakan ikan kecil, tetapi juga amfibi, burung, krustasea, dan mamalia kecil;
Dengan bantuan muatan listrik, individu berkomunikasi satu sama lain;
Jika Anda mengambil belut listrik muda, Anda akan merasakan sedikit sensasi kesemutan;
Informasi tentang ikan ini pertama kali muncul pada abad ke-17. Kemudian mereka dianggap makhluk tak dikenal di Laut Antilles. Namun 100 tahun kemudian, Alexander von Humboldt membuat deskripsi tentang belut listrik.

Kehidupan belut listrik di akuarium

Sayangnya, kedekatan dengan belut lain dan jenis ikan lain tidak akan berhasil, karena tetangga tidak mungkin dapat mentolerir aliran listrik yang dikeluarkan oleh belut tersebut. Saat belut baru saja berenang, ia mengeluarkan muatan listrik dengan kekuatan 10-15 V yang berfungsi sebagai navigasi elektro, namun saat mangsa mendekat, kekuatan sinyalnya menjadi lebih kuat.

Aerasi tidak diperlukan di rumah belut listrik. Suhu air tidak boleh turun di bawah 25 derajat, keasaman dipertahankan dalam 7-8 derajat, dan kekerasan 11-13 derajat. Belut listrik tidak tahan terhadap perubahan air yang sering. Ikan ini diyakini menciptakan iklim mikro sendiri, mengumpulkan zat antimikroba yang mencegah mereka sakit, dan jika air terlalu sering diganti, bisul mulai terbentuk di permukaan tubuh belut.

Substrat berpasir dibuat di dasar reservoir, dan beberapa kerikil juga diperbolehkan. Jumlah vegetasi di akuarium belut listrik harus secukupnya, dan juga harus ada kayu apung, batu, dan gua.

Jika Anda menemukan kesalahan, silakan sorot sepotong teks dan klik Ctrl+Masuk.