СКАТЫ И ТОК
Ну как можно не любить скатов? Вопрос говорит сам за себя. Скатов не любить категорически нельзя. Эти животные достигли неимоверного разнообразия: от маленьких донных рыбёшек, длиной примерно в полметра, до пятиметровых гигантов, парящих в толще воды. Внешне они напоминают инопланетян, поскольку имеют сильно уплощённое тело и большие грудные плавники, сросшиеся с головой.
Среди скатов есть относительно безобидные виды, есть и те, что используют яд, а есть самые интересные, умеющие сильно бить током. Вот о последних и поговорим.
Встречайте: электрические скаты рода Torpedo! Эти воистину прекрасные создания природы могут генерировать высокое напряжение и использовать полученные разряды тока для охоты на мелких рыб. «Но как они это делают?» – уже задаётся вопросом любопытный читатель.
Отвечаем. Для этого у них есть огромные электрические органы, состоящие из нескольких сотен колонок, образованных, в свою очередь, стопками электроцитов.
Сейчас будет сложно, но интересно. Поэтому вчитывайтесь внимательно.
Итак, электроциты (не путать с эритроцитами! ) – это видоизмененные мышечные клетки жаберной мускулатуры, которые в процессе развития из вытянутых в дорсовентральном направлении миобластов превращаются в плоские "монетки", гладкие с одной стороны и бугорчатые с другой.
С гладкой стороны к ним подходят отростки жаберных нервов, по которым проходит ток.
Однако тут у читателя может возникнуть ещё один резонный вопрос.
Понятно, что там, где есть нервы, есть ток. Но строение электроцитов внешне не походит на роль "атомной электростанции". А потому вам может быть не совсем понятно, каким образом строение электроцитов помогает им генерировать огромное по меркам животного мира напряжение.
Дело в том, что все клетки в покое имеют мембранный потенциал, возникающий из-за разделения зарядов:
Na/K-АТФаза закачивает ионы калия внутрь клетки, а ионы натрия – наружу. В мембране же постоянно открыты калиевые каналы, из-за чего калий постоянно подтекает вовне, а анионы не могут за ним последовать и создают небольшой избыток отрицательного заряда внутри клетки.
В мышечных клетках потенциал покоя может быть порядка 100 милливольт.
Электроциты же перешли на уровень выше:
Их гладкая сторона усеяна натриевыми каналами, поэтому когда к ней подходит нервный импульс, каналы открываются, и натрий устремляется в клетку.
Всё же перезарядка происходит только с одной стороны: складчатая сторона клетки обладает высокой электроёмкостью (чем больше площадь поверхности мембраны, тем больше её ёмкость) и не успевает перезарядиться. Поэтому ток идет от плюса к минусу и от одного электроцита к другому.
Внутри колонки электроциты соединены последовательно, поэтому электрический ток в колонке выходит небольшой. А вот суммарное напряжение от порядка 400 электроцитов может достигать уже десятков вольт. Колонки же, в свою очередь, соединены параллельно, и токи в них суммируются.
А далее дело за малым. Отрасти электрические органы до трети общей массы тела и генерируй энергию, сколько требуется для убийства мелкой добычи.
И пусть быть Зевсом скату не светит, зато нокаутировать жертву получится не хуже Рэйдана из Мортал Комбат.
Конечно, для такого заряда необходимо строго синхронизировать изменения потенциала, ведь длительность потенциала действия – считанные миллисекунды. Но нужная длительность вполне достигается за счёт того, что электроциты иннервируются волокнами одних и тех же нервов.
Теперь вы понимаете, как скат убивает током. Но вот что такое само явление тока, вам расскажут наши друзья из проекта "Физика – Просто".
#Биология@inbioreactor
#Зоология@inbioreactor
#Заметка@inbioreactor
Текст: #Гурьев@inbioreactor #Ефимов@inbioreactor
Редактура: #li_za_ve@inbioreactor
#Наука #Научпоп