Vì sao cá chình điện có điện? Cá chình điện hay còn gọi là lươn điện (tên khoa học: Electrophorus Electricus) là một loài cá trong họ Cá dao lưng trần (Gymnotidae). Nó có thể phát ra điện để giật kẻ thù và để săn mồi. Cá chình điện sống ở phía Bắc Nam Mỹ chủ yếu ở lưu vực sông Amazon và sông Orinoco Peru (Nam Mỹ). Cá chình điện là loài có kích thước rất lớn, thân hình thon dài. Khi trưởng thành, cơ thể của cá có thể dài tới 2.4m và nặng khoảng 20kg. Cá chình điện có thân hình trụ thuôn dài, phần đầu lớn cân đối so với tỷ lệ cơ thể. Đầu của cá hơi bẹt giống với phần đầu của cá trê. Đôi mắt của cá chình điện khá nhỏ, được bố trí ở phần đỉnh đầu. Loài cá này có phần miệng lớn và hếch lên. Hàm của cá khá rộng và có rất nhiều răng nhọn tạo thành 1 bánh răng để dễ dàng nghiền nát con mồi Vây ngực, vây mang của cá chình điện khá nhỏ và mềm Vây bụng của cá tạo thành một dải dài từ giữa bụng đến hết phần đuôi. Toàn bộ thân hình của cá chình điện có màu xanh lá hoặc xám. Trải dọc lưng của cá có những chấm tròn nhỏ màu đỏ. Cá chình điện Amazon thực sự là một gã khổng lồ nguy hiểm bởi nó không chỉ có khả năng phóng điện mà còn cảm nhận được điện trường. Lúc gặp mồi hoặc kẻ thù, cá chình điện có thể phóng ra dòng điện mạnh tới 600 Volt khiến con mồi có thể bị tê liệt hô hấp, suy tim và chết. Vũ khí chết người Chúng có một vũ khí săn mồi đáng sợ, đó là cơ quan phát điện của cá được tổng hợp từ 3 phần: Phần chính tích điện, phần săn mồi phát động điện và phần đuôi định vị. Phân tích sâu cơ quan phát điện của cá sẽ thấy chúng là các lớp mỏng cơ bao quanh bởi một dịch trong và sệt, các lớp cơ tạo điện đồng bộ và dòng điện tổng phóng ra được điểu khiển bởi não cá. Tất cả chỉ diễn ra trong 3 mi li giây (3/1000 giây) nhưng cá chình điện có thể phóng liên tục 150 lần trong một giờ mà không.. mệt mỏi! Do đó ít con mồi nào thoát khỏi miệng nó. (Đã có trường hợp một con hoẵng ngã lăn kềnh ra khi ghé miệng uống nước gần chỗ cá chình điện). Người khi bị cá chình phóng điện có thể không chết và gượng dậy thoát được, nhưng nếu chậm chân không ra khỏi vùng nguy hiểm và lãnh sự phóng điện lặp lại liên tục từ cá, chúng ta có thể bị tử vong. Ba phần cơ quan phát điện của cá sẽ tạo dòng điện sinh học, dòng điện này hình thành từ các pin sinh học gọi là bản điện có suất điện động e = 0, 15V và điện trở nội r = 0, 25ohm. Các bản điện sắp xếp 140 dãy, mỗi dãy có 5000 bản điện trải dài theo thân cá. Cá chình điện có ba cặp cơ quan bụng tạo ra điện: Cơ quan chính, cơ quan của Hunter và cơ quan của Sach. Các cơ quan này chiếm bốn phần năm cơ thể của nó và cung cấp cho lươn điện khả năng tạo ra hai loại cơ quan phóng điện: Điện áp thấp và điện áp cao. Các cơ quan này được tạo thành từ electrocyte, được xếp thành hàng để các dòng ion có thể chảy qua chúng và xếp chồng lên nhau để mỗi người thêm vào sự khác biệt điện áp. Khi con cá chính điện tìm thấy con mồi, não sẽ gửi tín hiệu qua hệ thần kinh đến các tế bào điện. Điều này sẽ mở các kênh ion, cho phép natri chảy qua, đảo ngược cực tính trong giây lát. Bằng cách gây ra sự khác biệt đột ngột về điện thế, nó tạo ra dòng điện theo cách tương tự như pin, trong đó các tấm xếp chồng lên nhau tạo ra sự khác biệt điện thế. Cá chình điện cũng có khả năng điều khiển hệ thần kinh của con mồi bằng khả năng điện của chúng; bằng cách điều khiển hệ thần kinh và cơ bắp của nạn nhân thông qua các xung điện, chúng có thể ngăn con mồi trốn thoát hoặc buộc nó di chuyển để chúng có thể xác định vị trí của nó. Nội dung HOT bị ẩn: Bạn cần đăng nhập & nhấn Thích để xem Trong cá chình điện, khoảng 5.000 đến 6.000 cơ quan phát điện có thể gây sốc lên tới 860 volt và dòng điện lên tới 1 ampere. Mức dòng điện này được cho là đủ để tạo ra một cú sốc gây tê ngắn và đau đớn giống như phóng điện stun gun, do điện áp có thể cảm nhận được ở khoảng cách từ cá; đây là rủi ro phổ biến đối với những người chăm sóc bể cá và các nhà sinh vật học cố gắng xử lý hoặc kiểm tra lươn điện. Cà chình điện sử dụng điện theo nhiều cách. Điện áp thấp được sử dụng để cảm nhận môi trường xung quanh. Điện áp cao được sử dụng để phát hiện con mồi và, riêng rẽ, làm choáng chúng. Các cặp xung điện áp cao cách nhau 2 mili giây được sử dụng để phát hiện và xác định vị trí con mồi bằng cách khiến chúng co giật không tự nguyện; con lươn điện cảm nhận được sự chuyển động này. Một chuỗi các xung điện áp cao với tốc độ lên tới 400 mỗi giây sau đó được sử dụng để tấn công và làm choáng hoặc làm tê liệt mục tiêu, tại thời điểm đó, cá chính điện áp dụng một vết cắn ăn mồi. Cơ quan Sach được liên kết với điện phân. Bên trong cơ quan có nhiều tế bào giống như cơ bắp, được gọi là điện di. Mỗi tế bào chỉ có thể tạo ra 0, 15 V, mặc dù cơ quan này có thể truyền tín hiệu có biên độ gần 10 V ở biên độ khoảng 25 & nbsp; Hz. Những tín hiệu này được phát ra bởi cơ quan chính; cơ quan của Hunter có thể phát ra tín hiệu ở mức vài trăm hertz. Cá chình điện là duy nhất trong số các Gymnotiformes trong việc có các cơ quan điện lớn có thể tạo ra điện có khả năng gây chết người cho phép chúng làm choáng con mồi. Điện áp lớn hơn đã được báo cáo, nhưng đầu ra điển hình là đủ để làm choáng hoặc ngăn chặn hầu như bất kỳ động vật. Con non tạo ra điện áp nhỏ hơn (khoảng 100 V). Chúng có thể thay đổi cường độ phóng điện, sử dụng phóng điện thấp hơn để săn mồi và cường độ cao hơn để làm choáng con mồi hoặc tự vệ. Họ cũng có thể tập trung phóng điện bằng cách cuộn tròn và liên lạc tại hai điểm dọc theo cơ thể của nó. Khi bị kích động, chúng có thể tạo ra những cú sốc điện gián đoạn này trong ít nhất một giờ mà không mệt mỏi. Tuy nhiên, vấn đề đặt ra là tại sao sống trong một môi trường dẫn điện hoàn hảo như sông Amazon nhưng cá chình điện vẫn sống sót trước dòng điện của chính bản thân mình? Khi tìm hiểu kỹ, các nhà khoa học nhận thấy rằng cá chình điện thường bị sốc điện khi phát điện để tấn công kẻ thù và đây là một rủi ro không hề nhỏ, nếu dòng điện phát ra với cường độ lớn và liên tục thì chúng rất dễ mất mạng như chơi. Tuy nhiên, cá chình thường không bị chính dòng điện trong cơ thể mình giết chết bởi 3 nguyên nhân sau: Thứ nhất là cấu tạo cơ thể hợp lí: Với thân hình thon và kéo dài khiến cho khả năng dòng điện đi qua và gây hại cho các bộ phận trọng yếu là rất nhỏ. Dòng điện gần như phóng thẳng ra môi trường chứ không truyền trong cơ thể quá lâu. Thứ hai là dòng điện không đủ lâu để giết cá chình: Kích thước cơ thể tỉ lệ thuận với điện áp cao nhất một con có thể tạo ra. Cá càng to, cường độ điện phóng ra càng mạnh. Các nhà khoa học cho rằng cá chình điện có khả năng điều chỉnh điện áp tối đa khó có thể giết chính nó trong khoảng thời gian ngắn mà dòng điện tồn tại, cộng thêm khả năng tạo ra điện và phóng điện vô cùng nhanh nên cá chình mới có thể an toàn như vậy. Cuối cùng là khả năng đặc biệt nhất là uốn mình theo những hướng nhất định. Bằng cách này cá chình tránh được dòng điện đi qua tim. Với mỗi tình huống khác nhau, cá chình điện lại có 1 cách riêng để tự vệ. Nội dung HOT bị ẩn: Bạn cần đăng nhập & nhấn Thích để xem Ý tưởng tận dụng nguồn năng lượng độc lạ này! Không tồi! Tuy nhiên, ý tưởng đó là bất khả thi! Bởi: Xung điện không ổn định Trước hết, điện từ lươn không liên tục, mà chỉ được phóng ra khi nào chúng thấy cần thiết. Xung điện của lươn được ước tính chỉ kéo dài 2/1.000 giây, theo New York Times. Một khu trưng bày các loài cá ở Nhật Bản từng tận dụng đặc trưng của lươn điện để thắp sáng cây thông Giáng sinh, bằng cách nối cây thông với một bể chứa lươn điện. Lươn điện vốn "cảm nhận" xung quanh bằng cách tạo ra điện trường. Khi lươn di chuyển trong bể, điện trường cũng di chuyển và tạo ra dòng điện khiến bóng đèn mắc trên cây lóe sáng. Dễ thấy, ví dụ trên chỉ tận dụng điện trường của lươn điện, chứ chưa chế ngự được dòng điện mà chúng phóng ra. Nhưng giả sử rằng chúng ta có cách để thu dòng điện, đây cũng khó trở thành nguồn điện hiệu quả, tiết kiệm. Hiệu suất thấp Lươn điện phát điện được là nhờ năng lượng từ thức ăn. Điện của chúng không phải miễn phí, tự nhiên mà có. Vì vậy tổng chi phí đầu vào để có được điện năng phải bao gồm các quy trình nông nghiệp, công nghiệp cần thiết để tạo ra thức ăn cho chúng. Và chúng cũng không thật sự đạt hiệu suất cao trong việc phát điện, theo tiến sĩ David LaVan từ Viện Tiêu chuẩn và Kỹ thuật Quốc gia Mỹ (NIST), trên chương trình hỏi đáp khoa học The Naked Scientists được phát trên đài BBC (Anh) và ABC (Australia). Lươn điện, hay cá chình điện, là loài cá duy nhất dùng khả năng phóng ra dòng điện sinh học để tự vệ và săn mồi. "Chúng chỉ chuyển được khoảng 15% năng lượng từ thức ăn thành điện trong điều kiện tự nhiên lý tưởng nhất", tiến sĩ LaVan cho biết. Hiệu suất đó sẽ giảm đi nếu bạn nuôi chúng trong bể tại gia, vì việc nuôi chúng ngoài môi trường tự nhiên sẽ tốn thêm năng lượng. Đó là năng lượng, chi phí để giữ ấm, làm sạch bể nước, cũng như mang thức ăn đến để nuôi chúng. "Các tấm pin mặt trời thương mại mà bạn thấy trên mái nhà có hiệu suất chuyển hóa ánh sáng mặt trời thành điện năng đạt 15%. Những vật liệu điện mặt trời mới có thể có hiệu suất gấp đôi", ông LaVan nói. Như vậy, dù lươn điện hoàn toàn là nguồn năng lượng tái tạo vì chúng luôn có thể sinh sản, chúng sẽ không tiết kiệm so với dạng năng lượng tái tạo khác như điện mặt trời. Vì vậy, nếu muốn chuyển sang năng lượng tái tạo, tốt hơn hết, bạn chớ nên đầu tư vào bể chứa lươn cũng như các loại thức ăn cho chúng, mà vẫn nên giữ nguyên giải pháp dùng pin mặt trời. Tất nhiên, các tế bào và cơ chế phát điện trong lươn điện vẫn là hình mẫu kỳ diệu mà mẹ thiên nhiên ban tặng, để con người tìm tòi, học hỏi. Trên thực tế, điện do chúng phóng ra có sự tương đồng với vô số dòng điện nhỏ mà não của bạn tạo ra. Chẳng hạn, khi bạn nhấn vào bài viết này, một luồng điện rất yếu đã phát ra ở đâu đó trong não của bạn, đi theo các neuron ra lệnh cho cơ tay của bạn cử động. Hiện tượng đó được gọi là action potential (tạm dịch: Điện thế tác động). Tương tự, các tế bào của lươn điện cũng tạo được "action potential", trở thành các "cục pin" với điện áp rất yếu. Nhưng ở lươn điện, các tế bào có thể nhận lệnh phát điện đồng thời, biến con lươn thành vô số nhiều cục pin yếu nhưng xếp cạnh nhau, nhờ vậy tạo ra điện áp lớn lên tới 600-800 volt như đề cập ở trên. Lươn điện "cảm nhận" sự xuất hiện của các con cá nhỏ quanh mình nhờ điện trường của những con cá đó (mọi sinh vật sống đều tạo ra điện trường nhỏ). Một khi lươn điện phát hiện món ăn "hợp khẩu vị", nó sẽ phóng điện, làm tê liệt, thậm chí giết chết và biến con mồi thành bữa ăn. Tuy khó tận dụng được lươn điện, chúng ta vẫn có thể hy vọng sẽ có nhiều "tia sáng" lóe lên trong các phòng lab, tìm ra những thiết kế mới lấy cảm hứng từ loài vật kỳ thú này. Giờ bơi ngược lại ra biển thôi, và tìm hiểu xem, "Tại sao cá heo lại cứu người?" 1000 câu hỏi khác: [Thảo Luận - Góp Ý] 1000 Câu Hỏi Của Ngáy
