一条实在的电鳗是怎么练成的。
在我们记忆中的卡通片里，若是一小我被一条满脸凶暴的鳗鱼缠住，那么一阵电光事后他会满身发黑、冒烟。因而，电鳗给人的感触感染，常常同化着十分矛盾的敬畏与搞笑两种感情。事实上，电鳗历来就不克不及把人或任何动物电到外焦里嫩。而关于电鳗会不会把本身电成蒲烧鳗鱼，我们也能够确定的说，不会。因为电鳗目（Gymnotiformes）与鳗鲡目相去甚远，一般认为它们是鲇形目标姊妹群——最多酿成烤鲇鱼。
如何成为一条合格的电鳗丨紊乱博物馆2.7 万播放 · 109 附和视频
电鳗（electric eel），是一种各人所熟知的「电气系」鱼类。它们原产于南美洲亚马孙河与奥里诺科河流域，以生物放电而著称，曾有个别到达过860伏特电压的记录，均匀也能够到达600伏特。
能够想象，自18世纪后期被欧洲人发现后，那种能够放电的生物会引发几赞赏与沉迷。因为那恰是一个电学兴旺开展的时代，人们已经起头推测神经活动是通过电来实现的，那也恰是科学怪人的灵感来源之一。
法拉第就曾拿电鳗（还有电鳐）做过大量尝试，并留下了极为详尽的尝试记录和察看心得。他得出的结论是：不管生物电、金属电，仍是雷电，都是统一种电。并总结了（被）电鳗电击的更佳体例，也就是双手分握头的后部与尾部，若是双手所握位置的间距缩小，电击的能力也会随之减小。
因而在对于挣扎的猎物时，电鳗会卷曲身体将尾部绕到猎物前方，以此加大电击的强度。
和一切放电现象一样，电鳗放电也要需要消耗能量。
它们因而必需利用一种高效节能的攻击办法：通过数百赫兹频次的脉冲电流，来干扰猎物的肌肉和神经元。在一阵电击事后，猎物就会抽搐、麻木，失去活动才能。然后电鳗就能够沉着活吞猎物了。
恰是因为拥有那种先辈的电「脉冲兵器」，动作鸠拙迟缓的电鳗也可以成为一种可怕的猎手。一个问题很天然的就来了，如斯奇特而又复杂的电流攻击才能，是若何演化出来的？
要答复那个问题其实不容易。不外，我们能够先看看它们为那种演化所付出的代价：电鳗所有的内脏都只能在「头部」挤成一堆，相当于脑袋后面紧挨着屁股，看似是「躯干」的绝大部门其实都是尾巴，里面拆满了电器官。
然而说到放电，在细胞看来并没有什么稀奇的。几乎所有动物的一般细胞，好比说神经细胞和肌肉细胞城市「放电」：细胞膜上有一种跨膜卵白量叫做钠钾泵（Na⁺/K⁺ pump 或 Na⁺/K⁺-ATPase），它独一的功用就是消耗1个ATP后将3个钠离子转运出细胞，同时将2个钾离子转入，相当于每次向外泵出了一个正电荷。
通过不竭消耗ATP来搬运钠、钾离子，就能够在细胞膜表里成立起外正内负的电化学梯度。也就是筹办放电的形态（静息电位）。
此时若是翻开一个钠离子通道，钠离子就会在浓度差感化下进入细胞，并产生一系列连锁反响，招致更多通道翻开，大量的钠离子涌入细胞膜。于是膜附近电位霎时反转，变成内正外负。那其实就是一次放电。
好比你正在看那段视频的时候，从视神经到大脑内部已经发作了无数次如许的放电。但是你其实不能靠那个来发电，因为细胞两侧的动做电位彼此抵消了，最末电势差为零；即便体内有杂乱的电流，也无法构成有序的输出。
电鳗的电细胞，其特异之处在于两侧不合错误称的细胞膜构造：在细胞后侧的膜上有大量密集的「电压门控钠离子通道」（Voltage gatedsodium channel），而前膜则没有钠通道。那就让它在放电的时候，动做电位在整个细胞的标准上不会被互相抵消，前后膜之间能产生大约50到150毫伏的电压。
那些由肌肉细胞特化而成的电细胞会前后串联起来，通过那种有序的构造，只要几千个就能产生数百伏的电压。串联的电细胞又被结缔组织包裹成列，再并联起来，就构成整个电器官。
能放电的动物也不行是电鳗。比力有名的还有非洲的电鲇（Malapterurus属，俗称electric catfish），海中的电鳐（Torpedo属，俗称electric ray），以及同样来自非洲的象鼻鱼（Mormyridae属，俗称elephantfish）。它们的电器官在形态上各有差别，好比电鳐就长着两个肾状的电器官，并且电细胞之间并联多于串联。但在底层原理和大致功用上来说，它们都相差不大，无怪乎达尔文将电器官至少独立演化出了六次的事实，视做趋同演化的重要案例。
密歇根州立大学的詹森-加伦特（Jason R. Gallant）2014年的一个研究，更从基因层面上展现了它们趋同演化的体例，那些电器官的六个世系，都不约而同的利用了一些差不多的「基因东西包」。
好比在电细胞开展过程中一个重要的步调，是让肌肉细胞失去收缩才能，几乎所有的电鱼都用到了统一个基因（cacna1s），下调肌肉细胞的收缩功用，于是「电器官」的肌末节（sarcomere）就逐步退化、甚至消逝了。
在南美洲和非洲别离独立演化了约一亿年的电鳗和电鲇，也都在统一个与「电压门控离子通道」相关的基因（scn4aa）上具有高度类似的表达，以加强钠离子的通过效率。
那也提醒了我们，电鳗的电击才能并不是一起头就如斯超卓，而是逐渐从弱小到强大，其过程可能持续了数万万年。
在它们只能放出几十伏特、几伏特以至几百毫伏电流的时候，能有什么保存优势？谜底就是，电流在水中是一种绝佳的探知、导航和交换手段。
电鳗目现存5科34属约250个物种，此中包罗「魔鬼刀」（线翎电鳗Apteronotus albifrons）、「玻璃飞刀」（青色埃氏电鳗Eigenmannia virescens）、虎纹飞刀(圭亚那裸背电鳗Gymnotus carapo)等一系列以「飞刀」（knife fish）定名的欣赏鱼。（「魔鬼刀」线翎电鳗是少数用神经细胞特化出电器官的物种之一。）
那些鱼老是以较低的频次，放出电压不到一伏特的脉冲电流或者正弦波电流，当任何与情况水域电阻差别的物体靠近，就会让电场发作扰动。
就好像雷达的工做原理，它们身上感知电流的器官在领受到那些反应的电流后，就能够通过一系列特化的神经组织，对电流的时间和强度变革停止阐发，得知靠近物体的体积、间隔等等信息。弱电鱼也就能够发现捕食者，或者用电流与同类「扳谈」。
那才是开展出原始弱电器官所具有的保存优势，曲到一部门品种不竭进步输出电压，成果把通信设备酿成了脉冲兵器。
而说到感知电流，其实拥有类似才能的动物在天然界中其实不稀有，尤其是在鱼类傍边。
好比鲨鱼、鳐等板鳃亚纲鱼类，大多都拥有一种被称为劳伦兹腹壶（ampullae of Lorenzini）的器官，可能由部门侧线系统分化而来。动物肌肉运动时产生的微弱电流，以至流血让水中离子浓度变革所产生的微弱电流，都能被它探测到。
以至哺乳动物中的单孔目动物操纵原有的粘液腺、鲸偶蹄目中的圭亚那海豚操纵在水中失去感化的胡须，也都别离演化出了本身的（被动）电感知器官。当然那就是别的一个故事了。
想领会更多你不晓得的常识，请在微信公家号、B站等平台搜刮「紊乱博物馆」，存眷我们。
