广阔水面下的ldquo弱电rdqu

新月弯颌象鼻鱼丨图源:aquarium-tropical.fr文章:罗腾达丨排版:清蒸鱼丨审核:开水族馆的生物男

在人类的认知之中,电,往往具有神奇的力量。掌握雷霆霹雳的人物传说广泛见于世界的各个角落,它们无不显示着人类对自然的崇拜。

虽然我们人类研究电学利用电能已经长达数个世纪,取得辉煌的成就,但自我产生电流并将它们释放到外界去,依然是我们无法达到的。

当然人类也有一些错误的使用方式图(表情包)丨图源网络

但在水面之下,依然有许多生命可以以自己的方式产生电流以及利用电流,这就是电鱼。

电鱼并非一个分类单元,而是泛指具有发电能力的鱼类,其中包括几个家族,如电鳗所在的裸背鱼目、电鲇所在的鲇形目等,下面我们就来一一的展示这些具有“超能力”的电鱼类。

不同的弱电鱼:象鼻鱼科(左)和裸背鱼目(右)两大电鱼家族有着形态相似的种类分化。图源:LavouéSébastien等文章

对于鱼类而言,产生电流的“初衷”是为了感知复杂的水下环境。生物的肌肉本身就能产生电,但是发电鱼类显然更胜一筹。

它们特化出由肌肉或皮肤腺体组成的的发电器官,能够释放电流在身体周围制造一个电场,通过感受电场中的电阻变化从而分辨身边的环境、同类、天敌和食物,因此在不凭借视力的情况下它们依然能行动自如。

绝大多数发电鱼类的电压非常微弱,只有它们自身特殊的电感器可以接收到,这些鱼类被我们称为弱电鱼类。

光背鱼是非洲的三种弓背鱼之一,它保留了释放电流的能力丨图源:fishbox

而一些更进一步的发电鱼类如裸背鱼目、象鼻鱼科等还演化出利用电流交流的能力。

通常这些鱼精通团队协作,和其它鱼类比起来不亚于Moba类手游我方面对面开黑,而对面仅仅都是单排,这种“信息化”生活方式使得这类鱼类在生存中相当的成功,在非洲和南美两开花,种类多分布广数量较大,适应了各种不同的生态位。

小群饲养的彼氏锥颌象鼻鱼。彼氏锥颌象鼻鱼是一种典型的群居弱电鱼类,它能够使用电和同类交流丨图源:罗腾达

弱电鱼类最显著的代表,莫过于电鳗的近亲——弱电裸背鱼目鱼类。这些鱼类都没有背鳍,裸背鱼们广泛分布在南美洲的各个水系,具有令人叹为观止的极高多样性。

裸背鱼有着肌肉特化而来的发电器官,能够产生用于探测和交流的电流,但在它们的近亲电鳗面前,这些裸背鱼的电流只会暴露自己的位置,带来致命的电击。

实际上,电鳗是这些弱电裸背鱼最大的天敌之一,面对同样具备电感器的老大哥电鳗,这些弱电裸背鱼无处遁形。

脂颊电鳗是一种底栖的裸背鱼目鱼类,相比电鳗,它的性格要温和得多,触摸它也不会带来恐怖的电击丨图源:罗腾达

象鼻鱼科是另一类弱电鱼,隶属于骨舌鱼目,它们的近亲裸臀鱼、光背鱼和驼背鱼同样可以产生弱电。

象鼻鱼科拥有超过个物种,是世界发电鱼类第一大科,这些长相怪异的发电鱼类遍布非洲大陆,在非洲广袤而富有多样性的生存空间之下,这些鱼类迅速演化出了许多截然不同的形态——

有的如彼氏锥颌象鼻鱼体长只有寥寥几厘米,靠在水底搜索无脊椎动物为生,有的如鳗形拟长颌鱼则长达一米,在马拉维湖的夜间以电场雷达侦测水底,吞噬沉睡的慈鲷。

形态各异的象鼻鱼科鱼类,长着“象鼻”的象鼻鱼反而种类并不多丨图源:Moritz,TimoLaleye等文章

除此之外,在过去的这几十年间,还有许多潜在的发电鱼类为我们所认识,它们并非新发现的物种,却在不久前才被我们认识到能够释放电流,如多鳍鱼、石花肺鱼、尼罗异耳骨舌鱼和双须骨舌鱼。

而在非洲大陆我们更是已经发现了若干能够释放电流的鲇鱼,它们中甚至包含一些我们平时熟知的鱼类——比如革胡子鲇,西方项鲿、长丝异鳃鲇、沙尔歧须鮠等也能产生类似的电流。

在不同条件下,革胡子鲇可以产生不同的电流丨图源:Baron,V.D.等文章

不过最令人震惊的,莫过于来自亚欧大陆东部的另一种鱼类——土鲇。在中国,我们已经食用土鲇数千年之久,谁又能想到,它其实也身怀发电的绝技?

土鲇的发电器官产生的电流丨图源:Baron,V.D.,Olshansky等文章

到这里为止,我们所说的所有电鱼都是硬骨鱼类,但常言道“硬骨鱼玩的都是软骨鱼当年玩剩下的”,硬骨鱼会的这些伎俩,软骨鱼怎能落后?

显而易见,软骨鱼类中也拥有属于它自己的发电鱼类。鳐科是一类弱电的软骨鱼,尾柄的轴肌特化为发电器官,可以产生微弱的电流,用于对周遭环境的探测。

鳐的发电器官位于尾部,可以产生微弱的电流丨图源:Bratton,B.O.,Ayers

弱电鱼类只是发电鱼类大家族中的一个部分,在发电鱼类演化的进程中,另一些成员更进一步,演化出了更加强劲的具备打击能力的强大电压。

在它们身上,强电流的作用不再局限于探测和交流,而是被用于自卫和捕食,那这就是下一个故事了,即强电鱼的起源。

强电鱼——电鳗丨图源:cmte.ieee.org

参考文献

[1]Baron,V.D.,Orlov,A.A.Golubtsov,A.S.AfricanClariascatfishelicitslong-lastingweakelectricpulses.Experientia50,–().

[2]Baron,V.D.,Olshansky,V.M.MonopolarelectricdischargesofthecatfishParasilurusasotus(Siluridae,Siluriformes).J.Ichthyol.49,–(9).

[3]Bratton,B.O.,Ayers,J.L.Observationsontheelectricorgandischargeoftwoskatespecies(Chondrichthyes:Rajidae)anditsrelationshiptobehaviour.EnvironBiolFish20,–().

[4]LavouéSébastien,Masaki,M.,Arnegard,M.E.,Sullivan,J.P.,Hopkins,C.D.,Mutsumi,N.,etal.().Comparableagesfortheindependentoriginsofelectrogenesisinafricanandsouthamericanweaklyelectricfishes.PlosOne,7(5),e.

[5]Moritz,TimoLaleye,P..().FishesofthePendjariNationalPark(Benin,WestAfrica).18.1-57.

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