L'uso dei campi elettrici da parte dei pesci. Il pesce più elettrico Altamente elettrico e debolmente elettrico

Gli antichi greci ed egiziani sapevano dell'esistenza di incredibili razze marine e pesci gatto d'acqua dolce, capaci di infliggere "colpi" piuttosto spiacevoli e inspiegabili alle persone. Immagini di questi pesci gatto e razze possono ancora essere viste sulle pareti delle antiche tombe egiziane.

I romani credevano che le razze rilasciassero una sorta di sostanza tossica nell'acqua. Si è notato che il “veleno” veniva rilasciato solo quando appariva la preda o il pesce veniva attaccato da qualcuno. Il “veleno” colpì anche l’uomo, direttamente attraverso la pelle, ma non fu mortale. Toccare il pesce fu come un colpo e la mano si ritirò involontariamente. IN

Nell'antica Roma, tali razze venivano tenute in piscine speciali e cercavano di essere usate per curare le malattie. I malati furono costretti a toccare la pastinaca e dai suoi "colpi" sembravano riprendersi.

Il mistero delle razze è stato risolto relativamente di recente. Si è scoperto che questi pesci non emettono veleno, ma si difendono e attaccano usando l'elettricità. Tensione di scarica pesce gatto elettrico e le rampe elettriche raggiungono i 220 V. (La stessa tensione esiste nella rete elettrica domestica della città.)

Rampe elettriche(ci sono circa 30 specie) - creature sedentarie che nuotano male e con riluttanza. Trascorrono la maggior parte della loro vita sepolti nella sabbia o nel limo, rianimandosi solo per scaricare le loro "batterie" e fare uno spuntino con qualunque cosa incontri loro. Raccolgono la loro preda principale, piccoli crostacei e vermi colpiti da una scarica elettrica, senza troppa fretta. Le razze attaccano rapidamente un grosso pesce già stordito e continuano a generare scariche elettriche per finirlo definitivamente.

Anguilla elettrica(non è affatto “parente” di altre anguille e prende il nome solo per la forma del corpo simile), che vive nelle acque dolci del Sud America, è il pesce con la scarica elettrica più forte. Le sue dimensioni sono considerevoli: fino a 1,5 me talvolta fino a 3 m di lunghezza con un peso fino a 20 kg. La tensione delle scariche create dall'anguilla elettrica raggiunge i 600 V. La sua scarica può stordire anche animali di grandi dimensioni e quelli piccoli muoiono all'istante. Nella lingua degli indiani locali, queste anguille sono chiamate "arima", che significa "movimento privante". Gli indiani conoscono bene i pesci pericolosi e non rischiano di guadare il fiume dove vivono.

Gli organi elettrici sono muscoli modificati. Quando una qualsiasi fibra muscolare si contrae, si verificano sempre deboli scariche elettriche. La particolarità degli organi elettrici è che le loro fibre muscolari sono “collegate” (cioè collegate tra loro) non in parallelo, ma in serie, quindi la loro tensione si somma, raggiungendo valori enormi. Gli organi elettrici pesano da un quarto a un terzo del peso del pesce!

Molti pesci non hanno "centrali elettriche", ma hanno un "senso elettrico". Ad esempio, le lamprede lo usano per individuare le prede. È impossibile nascondersi da loro. Anche nei pesci nascosti, i muscoli respiratori delle coperture branchiali continuano a contrarsi, generando contemporaneamente deboli impulsi elettrici. Le lamprede li catturano. Questo senso è particolarmente utile quando si caccia in acque torbide.

Pesce gatto elettrico africano.

Anguilla elettrica americana.

Stingray elettrico.

L'uomo, di regola, trova idee per varie invenzioni nella natura che lo circonda. Pertanto, nei primi progetti di aerei, veniva copiata l'ala di un uccello o di un pipistrello. La ricerca sui denti dei roditori ha portato all'invenzione di strumenti autoaffilanti. Si stanno creando rivestimenti artificiali per sottomarini che replicano la pelle di un delfino, permettendogli di muoversi nell'acqua ad alta velocità con uno sforzo muscolare relativamente ridotto.

Oltre a copiare un prototipo biologico, quando si progettano vari sistemi, è possibile (e, a quanto pare, la cosa più appropriata) utilizzare lo stesso principio d'azione sviluppato dalla natura nel processo di evoluzione. Il lavoro in questa direzione ha portato all'emergere di una delle scienze più giovani: la bionica, che attualmente si sta sviluppando rapidamente.

La bionica è la scienza dei sistemi che copiano le funzioni degli organismi viventi, dei sistemi che hanno caratteristiche specifiche dei sistemi naturali o che ne sono analoghi. In pratica, la bionica è la scienza che utilizza la conoscenza dei sistemi viventi per risolvere determinati problemi tecnici.

Le caratteristiche delle reazioni dei pesci ai vari campi di corrente elettrica sono servite come base per lo sviluppo di vari dispositivi che controllano il comportamento dei pesci. Già nel 1919 gli scienziati espressero l'idea che la pesca con l'elettricità aprisse ampie prospettive per l'allevamento in stagni. All'inizio veniva utilizzato solo l'effetto sorprendente della corrente elettrica. Successivamente iniziarono ad essere utilizzate unità che attraevano o respingevano i pesci a causa dei campi elettrici di vari parametri creati nell'acqua.

Attualmente, tali unità vengono utilizzate con successo nella pratica nei corpi idrici d'acqua dolce: fiumi, stagni, laghi e bacini artificiali. Uno dei metodi di elettropesca consiste nell'equipaggiare gli attrezzi da pesca con reti convenzionali (ad esempio le reti da traino) con elettrodi che attirano i pesci nell'area di azione dello strumento. Ecco come funzionano, ad esempio, le navi da traino elettriche domestiche PETS-150B, che pescano nei bacini idrici di Rybinsk e Tsimlyansk dal 1965. Nelle acque interne della RDT, dal 1967 viene utilizzata una rete da traino elettrificata, destinata principalmente all'anguilla pesca.

Oltre all'elettropesca con reti diverse, esiste il cosiddetto elettrodo senza rete, basato sull'utilizzo della reazione anodica dei pesci per attirarli, concentrarli e parzialmente immobilizzarli tramite l'anestesia elettronica. Il pesce viene rimosso dall'acqua mediante un dispositivo meccanico o una pompa per pesci. Così funziona, ad esempio, l'impianto domestico ELU-1 per l'elettropesca, posizionato su due barche. Utilizzando attrezzature speciali, viene generata una corrente continua con una tensione fino a 520 V, che viene fornita a un sistema di elettrodi (anodo e catodo) sospesi in acqua. I pesci attratti dalla corrente vengono selezionati mediante reti.

Un'installazione simile, ELU-2, differisce in quanto funziona con una corrente pulsata costante e può essere utilizzata in serbatoi con una gamma più ampia di conduttività elettrica dell'acqua. Gli elettrodi per pesci senza rete che utilizzano pompe per pesci sono stati utilizzati per la prima volta nella pesca al salmone della Kamchatka sui fiumi Ozernaya e Yavinaya.

L'URSS utilizza anche l'unità batteria Pelican, progettata per catturare pesci concentrati a una profondità di 1,5-2 m; la sua produttività è superiore a 1-2 quintali di pesce all'ora. Unità simili sono state sviluppate in altri paesi.

Nella pesca vengono utilizzate anche le cosiddette barriere elettriche per spaventare o fermare i pesci. Con l'aiuto di tali installazioni, i pesci sono costretti a muoversi in una certa direzione. In questo caso, il campo elettrico è, di regola, stazionario e si trova attraverso il movimento del fiume. Il pesce che si trova nell'area di azione del campo si ferma o torna indietro.

Negli Stati Uniti è stato sviluppato un dispositivo che crea un campo elettrico per respingere gli squali. Il dispositivo è installato su un peschereccio ed emette potenti impulsi della durata di 10 m/s ogni secondo attraverso due elettrodi trainati. Una modifica di piccole dimensioni di questo dispositivo, assemblata con transistor, viene utilizzata dai subacquei (gli elettrodi sono posizionati in una tuta spaziale). La fonte attuale in esso contenuta sono le normali batterie a secco, la cui capacità è progettata per 8-10 ore di funzionamento. Gli esperimenti hanno dimostrato che gli squali non si avvicinano a un subacqueo dotato di un dispositivo simile a una distanza inferiore a 2 m. Il dispositivo è assemblato utilizzando transistor ed è racchiuso in un alloggiamento impermeabile in resina epossidica.

I dipendenti dell'Istituto statale di ricerca scientifica sull'economia dei laghi e dei fiumi (GosNIORH) hanno sviluppato un sistema elettrico di barriera per i pesci progettato per allontanare i pesci dalle strutture idrauliche: turbine di centrali idroelettriche, canali di irrigazione, in cui i pesci vengono feriti e muoiono. L'installazione è costituita da un gran numero di elettrodi: tubi di acciaio conficcati nel terreno. Gli elettrodi ricevono corrente alternata intermittente.

Gli elettrogoni utilizzati nella pesca funzionano secondo lo stesso principio. Ad esempio, consideriamo un elettrogono di tipo ERG 1/8-4. Si tratta di un sistema omogeneo di elettrodi mantenuti a galla da galleggianti in polietilene. Un carro che si muove lungo la riva del fiume è dotato di un motore a benzina con un generatore da 4 kW che produce una corrente di 230 V. Attraverso un convertitore e un trasformatore, la corrente scorre attraverso un cavo lungo 100 m fino agli elettrodi. I pescatori su entrambe le sponde tirano un sistema di elettrodi lungo il fiume, guidando il pesce in una rete posta a valle. Questo tipo di elettrogono viene utilizzato in serbatoi larghi fino a 50 me profondi fino a 2 m.

I metodi di pesca basati sull'uso di campi elettrici presentano i seguenti vantaggi: sono universali (possono essere utilizzati per catturare vari tipi di pesci utilizzando diversi attrezzi da pesca) ed efficaci (garantiscono la selettività dei pesci catturati per tipo e dimensione, e consentire l’automazione dei processi di pesca).

Tuttavia, gli elettrodi in condizioni marine sono ancora in fase sperimentale. Ciò è causato dall'elevato consumo energetico anche quando si utilizzano campi di corrente pulsata. Tuttavia, l’elettropesca per i pesci marini è molto promettente e molte ricerche e sviluppi vengono portati avanti in questa direzione. Così nella DDR è stato creato un impianto per l'elettropesca in mare. La base dell'installazione è un generatore di impulsi che genera impulsi elettrici; sono state determinate la forma e la frequenza richieste nelle varie condizioni di pesca. Vengono alimentati tramite un cavo agli elettrodi di cui è dotata la rete da traino e creano un campo elettrico. L'effetto del campo si estende ai pesci che si trovano nella sua zona e impedisce loro di uscire dagli attrezzi da pesca. Potenza generatore di impulsi 75 kW. A seconda della tensione, il campo elettrico può provocare nei pesci una reazione di paura o narcosi e persino la morte per shock. Questo impianto permette la pesca fino a 700 m di profondità. Le catture dei pescherecci oceanici della RDT equipaggiati con tali impianti sono aumentate in media del 30%.

Nell'URSS, i primi risultati pratici dell'elettropesca senza rete utilizzando una pompa per pesci in condizioni marine furono ottenuti nel 1963 durante la cattura della lucciola. I pesci furono inizialmente attratti dalla luce. Quindi è stato creato un campo di corrente continua: lo scafo della nave fungeva da catodo e i dispositivi di aspirazione della pompa per pesci fungevano da anodo, al quale si avvicinava la costarda a seguito della reazione anodica (Fig. 18).

Il principale ostacolo allo sviluppo industriale di questo metodo di pesca è la piccola zona in cui può verificarsi una reazione anodica nei pesci. Gli esperimenti in questa direzione continuano e gli impianti di pesca senza rete vengono migliorati. Ad esempio, è stato applicato un effetto combinato sui pesci di campi di corrente continua pulsata e alternata.

Nel 1971, specialisti della DDR e dell'URSS testarono sulla nave della DDR Iceberg un apparecchio per l'elettropesca in cui veniva utilizzata una pompa per pesci insieme ad un sacco a rete (fig. 19). Ciò ha permesso di pescare a varie profondità ed eliminare la necessità di ingombranti tubi per la pompa del pesce.

Nei prossimi anni sarà possibile un’implementazione industriale su vasta scala di vari metodi di elettropesca in mare.

Di grande importanza pratica è il confronto dei sistemi di elettropesca biologica utilizzati dai pesci elettrici con i dispositivi attualmente esistenti per l'elettropesca industriale dei pesci commerciali. Le tecniche di pesca utilizzate dai pesci altamente elettrici, la natura degli impulsi e dei campi generati, sono state sviluppate nel processo di evoluzione e, apparentemente, sono ottimali. La differenza tra l'azione dei campi elettrici dei pesci rispetto ai campi delle unità create dall'uomo è la seguente. Tutte le unità di elettropesca sono caratterizzate da una modalità operativa passiva, ovvero i parametri dei campi elettrici che generano rimangono invariati. Tuttavia, la sensibilità dei pesci di diverse specie alla corrente elettrica e le loro reazioni all'azione dei campi elettrici sono diverse. Vari sono anche i risultati dell'influenza dello stesso campo elettrico su pesci di una certa specie, ma di dimensioni diverse. L'effetto dei campi elettrici sui pesci dipende, come già accennato, dalla temperatura dell'acqua, dalla sua conduttività elettrica, dal contenuto di ossigeno, dal periodo dell'anno, dallo stato fisiologico e anche dalla natura del campo elettrico.

Pertanto, il comportamento dei pesci esposti ai campi elettrici è influenzato da numerosi fattori che possono cambiare durante il processo di pesca. Nel frattempo, questo non è stato preso in considerazione durante lo sviluppo dei generatori esistenti per l’elettropesca. A questo proposito, la natura è ancora più avanti dell’uomo. I pesci elettrici, utilizzando i loro campi elettrici per gli stessi scopi, “lavorano” in modo qualitativamente diverso, in modalità attiva.

Tutti i pesci altamente elettrici stabiliscono un contatto attivo con la loro preda (o nemico). Questo contatto si realizza attraverso vari meccanismi; vista, udito, tatto a distanza (uso degli organi della linea laterale), nonché senso elettrico passivo o attivo (locale). Pesci elettrici - anguille, pesci gatto, razze, alcuni osservatori delle stelle - monitorano il comportamento delle loro vittime o nemici a distanza e, dopo averli valutati e le loro capacità, applicano campi bioelettrici di una certa potenza, configurazione e frequenza di radiazione. Di conseguenza, l’effetto ottenuto è solitamente ottimale. Pertanto, un pesce gatto, che non dispone di un sistema di elettrolocalizzazione, valuta la sua preda muovendosi attivamente ed emettendo forti scariche elettriche. Gli scarichi stimolano la preda, costringendola a muoversi attivamente e creare corsi d'acqua, grazie ai quali il pesce gatto riceve informazioni sulla preda utilizzando gli organi sensoriali della linea laterale. A seconda delle dimensioni della vittima, utilizza scarichi di natura specifica.

Pertanto, la principale differenza fondamentale tra i sistemi di elettropesca artificiale e quelli naturali è la mancanza di controllo sullo stato e sul comportamento dell'oggetto pescato e sul controllo del funzionamento del generatore elettrico. In altre parole, non esiste un sistema di feedback e di controllo secondo un determinato programma. L’approccio cibernetico allo sviluppo di dispositivi elettrici per attirare o respingere i pesci è senza dubbio promettente. Tali dispositivi ti permetteranno di catturare pesci di un certo tipo e di non ferire altri pesci.

Un altro vantaggio dei metodi naturali per catturare e respingere i pesci basati sull'uso di campi elettrici è che i pesci elettrici, di regola, utilizzano combinazioni di segnali di diverse modalità. Parallelamente alla generazione di campi elettrici di una certa natura, emettono campi elettrici di altri parametri, suoni, segnali ottici e utilizzano anche gli effetti collaterali della corrente elettrica (disturbi idrodinamici, arricchimento dell'acqua con ossigeno). Le anguille, ad esempio, spesso combinano campi costanti e pulsati durante la caccia. Nei corpi idrici di mare, i suoi scarichi arricchiscono l'acqua di ossigeno, che attira piccoli pesci e rane verso l'anguilla. Lo stargazer americano attira la sua preda lanciando periodicamente una lingua rossa che sembra un verme. Il predatore stordisce i pesci che si avvicinano con una scarica elettrica e li cattura.

In situazioni difensive, il pesce gatto elettrico, insieme alle scariche elettriche, emette caratteristici suoni sibilanti acuti. Tali suoni, che viaggiano bene nell'acqua, potenziano l'effetto dei campi elettrici (stimolo riflesso incondizionato) e acquisiscono il valore di un segnale di allarme (reazione riflessa condizionata). L'esposizione a campi elettrici pulsanti, accompagnati da pulsazioni acustiche della stessa frequenza, può mettere la verkhovka in uno stato di shock (elettronarcosi), sebbene l'intensità di questi campi non sia sufficiente per ottenere tale risultato.

L’efficacia dell’influenza sui pesci con campi elettrici in combinazione con altri segnali è evidente. Nel frattempo, nella pratica della pesca, è appena iniziato lo sviluppo di dispositivi basati sull'azione complessa di vari segnali. Pertanto, quando si sviluppano alcune tecniche di pesca senza rete, i campi elettrici vengono combinati con successo con la luce.

Un sistema testato nel Golfo del Messico consisteva in una piattaforma ancorata circondata da un gran numero di zattere di plastica a forma di tende. È noto che durante il giorno alcune specie di pesci cercano luoghi bui dove si sentono più sicuri e si radunano sotto oggetti che galleggiano sulla superficie dell'acqua. In questo caso, durante il giorno i pesci si radunavano sotto le zattere e, con l'inizio dell'oscurità, la luce delle lampade elettriche li attirava sulla piattaforma centrale, dove, sotto l'influenza di un campo elettrico, cadevano immediatamente nella zona di aspirazione del pompa per pesci.

Per spaventare i pesci e allontanarli dalle dighe, è efficace l'uso di campi elettrici in combinazione con segnali sonori. Nella pesca sportiva è possibile utilizzare canne da pesca elettriche che attirano i pesci utilizzando due diversi stimoli: un'esca regolare, "visiva" e un campo elettrico che provoca una reazione anodica nel pesce, il desiderio di avvicinarsi all'elettrodo positivo.

Pertanto, una delle direzioni promettenti nello sviluppo di nuovi metodi per l'utilizzo dei campi elettrici nella pesca è combinarli con altri segnali.

Di grande interesse per l'elettrobiologia è il confronto dei campi utilizzati dai pesci elettrici per la pesca e la difesa con i campi utilizzati nella pratica della pesca. Tutti i pesci, sia nell'acqua dolce che in quella marina, creano campi elettrici pulsati: nell'acqua di mare, per la sua maggiore conduttività, sono caratterizzati da bassa intensità e significativa densità di corrente, in acqua dolce hanno elevata intensità e bassa densità di corrente. I pesci non utilizzano campi elettrici a corrente continua, apparentemente a causa dell'elevato consumo di energia per la loro generazione.

Quali sono le caratteristiche dei campi elettrici pulsati dei pesci e la loro differenza rispetto ai campi sviluppati sperimentalmente e utilizzati nella pratica della pesca?

Esistono opinioni diverse, a volte contraddittorie, riguardo all'effetto dei campi elettrici pulsati artificiali sui pesci. La maggior parte dei ricercatori, confrontando gli effetti dei campi pulsati e costanti o alternati, sostengono che i campi pulsati di solito non eccitano una reazione anodica nei pesci, ma li spaventano solo. Tuttavia, i pesci elettrici, utilizzando campi pulsati, controllano effettivamente il comportamento delle loro vittime o nemici, costringendoli a muoversi verso se stessi o a fuggire. È caratteristico che i campi di impulsi utilizzati da tutti i pesci elettrici per attirare le vittime e difendersi siano diversi.

Pertanto, gli scarichi di caccia del pesce gatto consistono in un numero di impulsi molto maggiore rispetto a quelli di difesa. Se quelli di difesa comprendono 3-67 impulsi, quelli di caccia comprendono 14-462 impulsi (in media meno di 300). Un'altra caratteristica distintiva è la differenza nella natura del cambiamento nella loro frequenza. Nelle scariche di difesa, la frequenza di ripetizione degli impulsi diminuisce bruscamente, rapidamente, nelle scariche di caccia - lentamente, gradualmente.

La durata e il numero di impulsi negli scarichi di caccia sono associati al rapporto tra le dimensioni del pesce gatto e della sua preda. Quando si afferrano e si deglutiscono piccoli oggetti, le scariche sono relativamente brevi: una media di 71,2 impulsi. Un pesce gatto lungo 16 cm, quando cattura un pesce lungo 5,5 cm (meno del 30% della lunghezza del pesce gatto), genera fino a 297 impulsi (con una durata media di scarica di 4,8 s). Nelle tecniche di elettropesca basate su campi di corrente continua pulsata, viene data grande importanza al numero di impulsi che forniscono reazioni anodiche.

Secondo alcuni scienziati, l'effetto di attirare, spaventare o stordire i pesci dipende dal numero di impulsi. La ricerca ha dimostrato che per ogni tipo (e dimensione) di pesce esiste un numero ottimale di impulsi nella scarica elettrica che li attira o li respinge. Durante il processo di caccia, la frequenza di ripetizione degli impulsi del pesce gatto cambia. Aumenta o diminuisce a seconda del comportamento e delle condizioni della vittima. All'inizio la frequenza di ripetizione degli impulsi raggiunge il suo valore massimo (fino a 150 impulsi al secondo ad una temperatura di 28°C), per poi diminuire alla fine. Ma una diminuzione della frequenza, a seconda del comportamento dell'oggetto, può essere sostituita da un aumento ripetuto e persino multiplo. L'ampiezza delle scariche e degli impulsi del pesce gatto è relativamente piccola (180-360 V). Per un pesce gatto lungo 21 cm, la potenza di scarica media è solitamente di 8 W e la potenza massima di ciascun impulso è di 32 W.

Gli scienziati che hanno studiato l'effetto di forti campi elettrici sui pesci hanno scoperto che la reazione anodica si manifesta in essi a determinati valori sia della frequenza degli impulsi che della tensione. Per i pesci d'acqua dolce di lunghezza compresa tra 6 e 27 cm, la frequenza critica di ripetizione degli impulsi che provoca la reazione anodica è di 30-100 impulsi al secondo. Scariche con una frequenza di impulsi più elevata alle stesse ampiezze causano l'elettronarcosi nei pesci. Un aumento dell'ampiezza (tensione) degli impulsi influisce allo stesso modo sui pesci.

Le correnti utilizzate nell'elettropesca per pesci d'acqua dolce raggiungono tipicamente una tensione di 800 V con una potenza di impulso di 80-400 W. Pertanto, è naturale che le unità elettriche che funzionano in modalità costante (con frequenza e tensione di impulsi costanti) creino non solo una zona di attrazione (lontana dagli elettrodi), ma anche una zona di anestesia vicino agli elettrodi, in cui il pesce va rimane scioccato e muore. È a questo proposito che l’utilizzo delle attrezzature da pesca esistenti provoca danni significativi al settore della pesca.

Gli impulsi utilizzati per la caccia dai pesci elettrici (anguilla, pesce gatto, ecc.) hanno forma e durata caratteristiche. Di norma, si tratta di impulsi con un forte aumento della corrente e una diminuzione graduale. In altre parole, all'inizio dell'impulso la tensione aumenta rapidamente per poi diminuire gradualmente. Nell'anguilla elettrica tali impulsi hanno una forma a dente di sega (vedi Fig. 4); nel pesce gatto elettrico la forma degli impulsi è simile alla forma degli impulsi neuromuscolari (vedi Fig. 5).

Un impulso elettrico di pesce gatto lungo 15,5 cm ha una durata di 1,88 ms. Un forte aumento dell'ampiezza dura 0,66 ms e una diminuzione graduale dura 1,22 ms.

Si consiglia di confrontare la forma e la durata degli impulsi dei pesci elettrici con caratteristiche simili degli impulsi ad azione ottimale ottenuti in esperimenti sull'effetto dei campi elettrici artificiali sui pesci. Si scopre che l'effetto più efficace sui pesci sono proprio gli impulsi con un forte aumento della corrente e la sua graduale diminuzione con una durata dell'impulso di 1-1,5 ms. Ciò è confermato anche da alcuni scienziati, sulla base dei concetti della fisiologia del sistema neuromuscolare.

È stato stabilito sperimentalmente che con impulsi di breve durata (meno di 1 ms), quando si utilizzano impulsi rettangolari è necessaria la tensione più bassa alla quale i pesci sviluppano una reazione primaria. Perché gli impulsi di alcuni pesci elettrici sono "non ottimali"? La risposta è abbastanza semplice. La generazione di impulsi quadrati (di durata inferiore a 1 ms) richiede più energia rispetto agli impulsi utilizzati dai pesci elettrici.

Pertanto, il funzionamento dei sistemi di elettropesca naturali e il funzionamento delle unità elettriche industriali sono diversi nel principio di funzionamento, sebbene la forma degli impulsi dei pesci elettrici sia simile a quella utilizzata nella pesca. Quelli naturali si basano sull'azione complessa dei segnali; quelli industriali, di regola, utilizzano solo un campo elettrico. I primi sono caratterizzati da una modalità attiva, i secondi da una modalità passiva. Gli impulsi dei pesci utilizzati nella caccia differiscono da quelli artificiali in quanto hanno una durata più lunga, hanno un tasso di ripetizione più elevato e hanno una potenza relativamente bassa. Va tenuto presente che i campi elettrici creati dai pesci sono piccoli. È ovvio che i principi di funzionamento dei sistemi di elettropesca naturale sono più efficaci di quelli utilizzati nella pesca industriale, e questo deve essere tenuto in considerazione quando si sviluppano e migliorano gli impianti di elettropesca.

La modellazione dei sistemi elettrici per la localizzazione e la comunicazione dei pesci apre prospettive eccezionali. La trasmissione del segnale nell'acqua utilizzando campi elettrici presenta un grande vantaggio, poiché le onde radio praticamente non si propagano nell'ambiente acquatico e lo svantaggio della localizzazione e della comunicazione acustica è l'alto livello di interferenza del rumore di fondo. Come è noto, nella tecnologia subacquea non esiste ancora la comunicazione elettrica. Attualmente è in corso un lavoro serio sia in Unione Sovietica che all'estero per creare tali apparecchiature. La modellazione tecnica incompleta del sistema di comunicazione elettrica dei pesci effettuata dai ricercatori sovietici ha già portato allo sviluppo di un dispositivo che consente il trasferimento di informazioni dall'acqua all'aria. Ulteriori lavori in questo settore saranno di grande importanza per lo sviluppo della tecnologia delle comunicazioni sottomarine, così necessaria, ad esempio, nell'oceanologia e nella pesca.

Nell'appartamento e per strada, al lavoro e in vacanza fuori città, siamo circondati da campi elettromagnetici (EMF) invisibili e quasi impercettibili. Lo sviluppo della vita sul pianeta Terra è in gran parte dovuto a questo importante fattore ambientale.

Tra i principali sistemi sensoriali (organi di senso) dei pesci, che comprendono i sistemi uditivo, visivo, gustativo, olfattivo, tattile, sismosensoriale e il senso chimico generale, esiste un altro sistema sensoriale che non ha poca importanza nella vita dei pesci: il sistema sensoriale degli elettrorecettori.

A partire dagli anni '60, in tutto il mondo sono state condotte intense ricerche sull'importanza di un'ampia varietà di campi elettrici nella vita dei pesci. Particolare interesse per questi lavori è dovuto anche al fatto che negli ultimi decenni l'esposizione dei pesci a vari campi elettromagnetici di origine artificiale è fortemente aumentata. Forti campi nell'ambiente acquatico oggi vengono indotti durante il funzionamento delle barriere elettriche per pesci, l'elettropesca, durante l'esplorazione geofisica marina (usando metodi di sondaggio elettrico), "grazie" al funzionamento di potenti stazioni radio, radar, convertitori di energia elettrica e ad alta linee elettriche a tensione (PTL).

Il primo lavoro nel campo dell'elettroricezione, dell'elettroorientamento e della sensibilità dei pesci ai campi elettromagnetici fu avviato in Russia sotto la guida di V. R. Protasov. Il suo lavoro "I campi bioelettrici nella vita dei pesci" (1972) ha fornito dati sui cosiddetti pesci debolmente e fortemente elettrici, sui meccanismi con cui percepiscono i campi magnetici ed elettrici e sul loro significato nella vita degli abitanti sottomarini. Questi studi segnarono l'inizio di una nuova direzione nella scienza biologica: l'elettroecologia.

Tutti i pesci marini e d'acqua dolce sono divisi in 3 gruppi in base alla loro capacità di percepire o generare autonomamente campi elettrici: altamente elettrici; tipi debolmente elettrici e non elettrici, “ordinari”.

Specie altamente elettriche (anguilla elettrica d'acqua dolce, pastinaca elettrica e pesce gatto, stargazer americano), in cui, nel processo di evoluzione, sono apparsi speciali organi elettrici che generano un forte campo elettrico attorno al corpo del pesce a scopo di attacco o difesa. Per i pesci altamente elettrici, la capacità di generare corrente in organi speciali è necessaria per attirare le vittime, poiché il campo elettrico attorno al pesce porta all'elettrolisi dell'acqua, l'acqua si arricchisce di ossigeno, che attira pesci, rane e altri animali acquatici verso il anguilla. Inoltre, un forte campo elettrico può mettere la vittima in uno stato di anestesia elettronica. È stato dimostrato che l'attività elettrica facilita la respirazione delle anguille nei bacini di acqua di mare e nelle paludi: l'acqua si decompone nel corpo del pesce e il sangue si arricchisce di ossigeno e l'idrogeno viene rimosso dai pesci all'esterno. Negli specchi d'acqua non acquatici, l'anguilla utilizza il proprio campo elettrico come una sorta di "elettrolocalizzatore" per cercare le vittime.

Nei pesci debolmente elettrici, i cosiddetti tessuti generatori di elettricità sono in grado di formare campi elettrici pulsati. Questi pesci usano le loro capacità per la localizzazione e la comunicazione. I pesci d'acqua dolce debolmente elettrici emettono scariche deboli e di breve durata con una frequenza di impulsi costante. Anche alcune aringhe e storioni sono in grado di utilizzare campi elettrici. Tali specie, generalmente note ai pescatori come scardola, carassio, pesce persico, ghiozzo, cobite e luccio, hanno la capacità di emettere scariche elettriche. Le prime due specie emettono scariche a breve termine, pesce persico, ghiozzo e cobite - di media durata, luccio - le scariche più lunghe.

I pesci debolmente elettrici emettono segnali elettrici deboli. Nel 1958, R. Lissman scoprì che utilizzano un campo elettrico per l'orientamento e la comunicazione in un ambiente acquatico.

La stragrande maggioranza delle specie sono pesci non elettrici, “ordinari”. Non possono generare corrente elettrica in modo indipendente e hanno una sensibilità estremamente bassa ai campi elettrici ed elettromagnetici. Questi pesci non hanno strutture morfologiche speciali per la percezione della corrente elettrica e dei campi elettromagnetici, quindi la loro sensibilità è limitata alla percezione di campi con una forza non superiore a pochi millivolt per centimetro.

Pertanto, è necessario distinguere tra 1) pesci insensibili (debolmente sensibili) ai campi elettrici e 2) pesci altamente sensibili (elettrosensibili), che hanno elettrorecettori specializzati in grado di percepire deboli correnti elettriche nell'ambiente naturale con intensità da centesimi a unità di microvolt per centimetro. La capacità di percepire i cambiamenti nell'intensità dei campi elettromagnetici nell'ambiente acquatico aiuta questi pesci a trovare prede, navigare nello spazio, comunicare in branco e fuggire dalla zona pericolosa durante i disastri naturali.

Rappresentanti altamente sensibili dell'ittiofauna dei nostri bacini artificiali includono lo storione e il pesce gatto. È interessante notare che, studiando il grado di suscettibilità di vari pesci d'acqua dolce agli effetti della corrente elettrica, si è scoperto che il luccio aveva la sensibilità maggiore, la tinca e la bottatrice quella meno sensibile, il che si spiega con la presenza di uno spesso strato di muco in quest'ultima , che riduce la capacità dei recettori cutanei di percepire i campi elettrici deboli.

Gli scienziati elettroecologici hanno stabilito che almeno 300 delle 20,9mila specie di pesci oggi sono in grado di utilizzare campi elettrici nella loro vita. E non solo usarlo, ma generarlo anche “con le tue mani”! Ad esempio, tra la fine degli anni '80 e l'inizio degli anni '90. un gruppo di scienziati dell'Istituto di morfologia evolutiva ed ecologia animale dell'Accademia russa delle scienze ha dimostrato che le razze del Mar Nero del genere Raja (volpi marine) possono trasmettere e ricevere i propri segnali elettrici a una distanza massima di 7-10 metri, che supera significativamente la capacità di questi pesci cartilaginei di comunicare utilizzando altri organi di senso distanti (Baron et al., 1985, 1994).

Percezione dei campi elettrici (elettromagnetici) da parte dei pesci. Le deboli correnti elettriche e i campi magnetici sono percepiti principalmente dai recettori della pelle dei pesci. Numerosi studi hanno dimostrato che in quasi tutti i pesci debolmente e fortemente elettrici, i derivati ​​degli organi della linea laterale fungono da elettrorecettori. Negli squali e nelle razze, la funzione elettrorecettiva è svolta dalle cosiddette ampolle di Lorenzini, speciali ghiandole mucose della pelle.

I campi elettromagnetici più forti agiscono direttamente sui centri nervosi degli organismi acquatici.

I pesci debolmente elettrici hanno un'elevata sensibilità ai campi elettrici, che consente loro di trovare e distinguere oggetti nell'acqua, determinare la salinità dell'acqua e utilizzare le scariche di altri pesci a scopo informativo nelle relazioni interspecifiche e intraspecifiche. Ad esempio, il comune pesce gatto Silurus glanis ha un sistema elettrorecettivo altamente sensibile che percepisce una densità di corrente di 10-10 A/mm, cioè il gigante di fiume è in grado di percepire una batteria “tipo dito” scarica a 2-4 metri di distanza!

I campi elettrici di corrente continua sono percepiti dai pesci sotto forma di reazione motoria: tremano quando la corrente viene attivata o disattivata. Se l’intensità del campo aumenta, i pesci d’acqua dolce sperimentano una reazione difensiva: i pesci si eccitano molto e cercano di allontanarsi nuotando dalla zona di azione del campo. Nelle carassi, nei lucci, nei persici, nei pesciolini e negli storioni studiati, il ritmo respiratorio è aumentato notevolmente. È interessante notare che per la stessa specie di pesci, gli individui più grandi reagiscono prima e con maggiore forza alla corrente rispetto a quelli più piccoli.

Se l'intensità del campo continua ad aumentare, si verifica una reazione anodica (il pesce si muove verso l'anodo), dopo di che il pesce perde equilibrio, mobilità e smette di rispondere agli stimoli esterni: si osserva l'elettronescosi. Un aumento ancora maggiore dell'intensità del campo porta alla comparsa nel sangue dei pesci di una quantità significativa di acetilcolina, che blocca il normale corso della respirazione e l'attività del sistema nervoso, che alla fine porta alla morte del pesce (Protasov, 1972).

La corrente alternata provoca nei pesci un'eccitazione più forte rispetto alla corrente continua. Dopo la sua influenza, il pesce non può "riprendere i sensi" per molto tempo: è in uno stato di elettroipnosi.

Nei campi elettrici pulsati il ​​comportamento dei pesci è ancora più complesso e vario e le loro reazioni dipendono dalla frequenza, dalla forma e dalla durata degli impulsi.

Organismi acquatici e linee elettriche ad alta tensione. Lo sviluppo dell'energia ha portato alla diffusione capillare di linee di corrente alternata ad alta tensione con una tensione di 500 kV (le cosiddette linee elettriche-500). Si estendono per molti chilometri, attraverso campi, boschi cedui, prati e stagni. Nell'area della linea elettrica è sempre presente un aumento dello sfondo elettromagnetico, che provoca un forte impatto sulla flora e sulla fauna naturali. L'intensità del campo elettrico sulla superficie della terra o dell'acqua sotto la linea elettrica 500 (nonostante la distanza di 10-15 metri dai fili) può raggiungere 100-150 V/cm (Bondar, Chastokolenko, 1988, ecc.)

Attualmente, la questione dell'effetto delle linee elettriche sui sistemi idrici è studiata molto poco e la ricerca su questo problema è iniziata solo all'inizio degli anni '80. È noto che le linee ad alta tensione, attraversando bacini naturali e artificiali, inducono campi elettrici di diversa entità nell'ambiente acquatico.

Secondo V.R. Protasov (1982), l'intensità dei campi elettrici di corrente alternata generati dagli attraversamenti aerei delle linee elettriche raggiunge 50 mV/cm, gli attraversamenti subacquei (linee via cavo) - più di 50 mV/cm e la densità di corrente nell'acqua raggiunge 10 μA/mm2. Tali gradienti potenziali possono creare uno sfondo abiotico sfavorevole nell'ambiente acquatico, poiché si avvicinano alla soglia della reazione di eccitazione della maggior parte dei pesci non elettrici. A proposito, con una tale densità di corrente nel serbatoio, inizia la morte di alcuni idrobionti, ad esempio l'idra d'acqua dolce.

I campi elettromagnetici (EMF) creati dalle linee elettriche sono paragonabili alle soglie di sensibilità dei pesci, che hanno elettrorecettori. I campi elettromagnetici sono in grado di spostare molti pesci e invertebrati dalla zona delle correnti elettriche indotte. Le linee elettriche ad alta tensione possono rappresentare un grande pericolo nella zona in cui si intersecano le zone di deposizione delle uova di specie ittiche pregiate e durante il periodo riproduttivo degli storioni. Ad esempio, il pesce spatola mostra una reazione di evitamento ad un’intensità del campo elettrico di 15 μV/cm (Kalmijn, 1974), cioè anche prima di entrare nella zona dei campi elettrici indotti.

Ciò non significa però che tutti i pesci evitino le zone d’acqua su cui passano le linee elettriche. L'autore di questo articolo ha osservato personalmente come nell'estate del 1995, in un grande stagno steppico nella regione di Kirovograd (Ucraina), in un buco profondo sotto la linea elettrica 500, sia stato catturato un luccio del peso di quasi 10 kg, che senza dubbio viveva lì (e non nuotando da qualche parte!) Questo, inoltre, che il predatore è uno dei pesci più sensibili agli effetti della corrente elettrica.

Man mano che ci si allontana dalla linea elettrica, l'intensità del campo elettrico diminuisce drasticamente, per cui si può parlare di una zona limitata di inquinamento elettromagnetico di un bacino largo non più di 15-20 metri. Sebbene, sulla scala di un grande fiume o lago, la zona di influenza elettromagnetica negativa possa essere misurata in centinaia di metri quadrati.

Secondo gli scienziati di Novosibirsk, durante il normale funzionamento delle linee elettriche aeree, una densità di corrente pericolosa per i pesci può essere generata solo dalle linee elettriche 750 e superiori (Voitovich, 1998). Quando si posano cavi sottomarini, l'intensità del campo elettromagnetico è bassa se le fasi sono disposte a triangolo in una trincea scavata sul fondo di un serbatoio (Danilov et al., 1991).

Gli esperti di Novosibirsk hanno proposto di ridurre al minimo l'impatto negativo sulle ittiocenosi riducendo la potenza trasmessa attraverso le linee elettriche aeree e sottomarine durante i periodi chiave della vita dei pesci - durante le migrazioni riproduttive e la deposizione delle uova; aumento dello spessore dello schermo e dell'armatura sulle linee sottomarine in cavo triassiale.

Idrobionti ed elettropesca. In molti bacini idrici della CSI viene utilizzata l'elettropesca. L'attrezzatura per l'elettropesca più produttiva sono le reti da traino elettrificate, durante il cui funzionamento si verificano campi elettromagnetici significativi. Le reti da traino elettriche vengono utilizzate sistematicamente nei bacini idrici dell'Alto Volga (compresi Gorkij e Rybinsk), nelle regioni di Kostroma e Ivanovo.

Il lavoro utilizza un complesso di elettropesca ELU-6M, utilizzando una corrente elettrica pulsata con una tensione di 450 V e una frequenza da 20 a 70 Hz (Aslanov, 1996).

Nell'autunno del 1998, l'Istituto di biologia delle acque interne dell'Accademia russa delle scienze (villaggio di Borok), con la partecipazione dei rappresentanti della gestione del bacino di Verkhnevolzhrybvod e dell'Osservatorio geofisico dell'Istituto di scienze fisiche dell'Accademia russa delle scienze, ha condotto studi approfonditi sulle conseguenze ambientali dell'uso di ELU-6M sul bacino idrico di Gorky.

Le reti da traino sperimentali con reti da traino elettriche accese e spente hanno mostrato una maggiore efficienza della pesca con reti da traino elettriche rispetto alla pesca convenzionale. L'esperienza mondiale nell'utilizzo di sistemi di elettropesca nei mari e nelle acque dolci indica che il campo elettrico di solito aumenta la catturabilità della rete da traino del 2-70% (a volte anche più del 200%!) L'effetto principale dell'elettrificazione delle reti da traino si ottiene grazie al disorientamento dei pesci, riduzione della loro mobilità, comparsa di depressione, allontanamento dei pesci dal fondo, trattenimento dei pesci catturati nel sacco.

Numerosi esperimenti hanno dimostrato che le reti da traino elettriche hanno un effetto positivo sulla composizione dimensionale dei pesci catturati: gli esemplari di grandi dimensioni sono più sensibili agli effetti della corrente elettrica e hanno maggiori probabilità di finire negli attrezzi da pesca.

I ricercatori hanno scoperto che la catturabilità della rete da traino doppia nelle ore serali e notturne rispetto alle ore diurne era superiore del 296-369%. Molto spesso, l'orata, il lucioperca, il luccio, l'aspide, l'ide, la lasca e la bottatrice venivano catturati nella rete da traino elettrica, la sciabola, il carassio argentato, l'occhio bianco, la bersh e l'alborella venivano praticamente ignorati dai campi elettrici indotti e; non sono rimasti impigliati negli attrezzi da pesca). Inoltre, la carpa argentata è stata osservata più spesso in una rete da traino convenzionale che in una elettrificata.

Dati interessanti sulla sopravvivenza e la capacità natatoria dei pesci dopo l'esposizione a un forte campo elettrico. Durante le osservazioni visive diurne e notturne della superficie dell'acqua (Gorky Reservoir) in un'area d'acqua lunga più di 15 km dietro la rete da traino elettrica, non sono stati trovati pesci morti, solo il 2,6% del numero totale di pesci catturati galleggiava in superficie; stato di anestesia elettronica (piccolo aspide, sciabola e alborella). Il ripristino completo della capacità natatoria del pesce è avvenuto immediatamente. Inoltre, i pesci più piccoli si riprendevano dall’esposizione al campo elettrico molto più velocemente di quelli più grandi. Ad esempio, nei puledri di 30 centimetri, il recupero ha richiesto diversi secondi e nei puledri di 43-47 centimetri ci sono voluti più di 6 minuti.

L'analisi di campioni di zooplancton e zoobenthos ha mostrato l'assenza di effetti negativi del campo elettrico sugli invertebrati acquatici (Izvekov e Lebedeva, 2001).

La maggior parte dei dati di letteratura indicano che, se vengono rispettate le regole di pesca e le istruzioni operative dell'ELU, il campo elettrico ha un effetto prevalentemente disorientante sui pesci e non porta alla morte dei pesci o alla compromissione a lungo termine delle capacità natatorie .

“L'effetto della corrente elettrica sui pesci è spiegato dalla diversa conduttività elettrica dell'acqua e del corpo del pesce: quest'ultimo risulta essere una sorta di conduttore che collega punti del campo elettrico con potenziali diversi. La corrente elettrica scorre attraverso questo conduttore da un punto con potenziale più alto a un punto con potenziale più basso. Allo stesso tempo, la forza della corrente è proporzionale alla lunghezza del pesce.

Una conferma inaspettata dei dati ottenuti dagli scienziati russi è stata ricevuta dai dipendenti dell'Istituto di biologia dell'Università nazionale di Dnepropetrovsk (Ucraina). Alla fine di luglio 2003, un gruppo di ittiologi della spedizione ha assistito a un fulmine in un lago alluvionale vicino al Dnepr. Cinque minuti dopo, gli scienziati erano sulla scena. Un forte campo elettromagnetico indotto istantaneamente ha messo in elettronarestesia più di 30 orate di grandi dimensioni (da 1 a 2,2 kg) e carpe dalla testa grossa di peso superiore a 31 kg. Tra i pesci colpiti né in superficie né sul fondo non c'erano pesciolini, tanto meno avannotti, che si nutrivano in abbondanza in acque poco profonde. Di conseguenza, la sensibilità dei grandi individui ai campi elettrici si è rivelata un ordine di grandezza superiore a quella dei piccoli animali.

Bracconaggio elettrico. L'attrezzatura per l'elettropesca industriale è stata sviluppata dagli scienziati nel corso di diversi decenni; i valori soglia dell'intensità del campo elettrico, l'impatto dell'uso delle reti da traino elettriche sui sistemi acquatici e l'eccitabilità di molte specie di pesci a diverse intensità del campo elettrico nell'acqua sono stati studiati determinato. Solo dopo rigorose ricerche scientifiche è stato consigliato l'uso di attrezzi da pesca di questo tipo in alcuni specchi d'acqua naturali.

Il principio di funzionamento della "canna da pesca elettrica", utilizzata dai bracconieri, si basa sulla sconfitta di qualsiasi pesce mediante valori soglia dell'intensità del campo elettrico. L '"attrezzatura" è costituita da un guadino, al quale sono collegati i fili della batteria e un trasformatore-convertitore, che aumenta la scarica dai terminali della batteria di 50-150 volte o più. In uscita, infatti, la “canna da pesca elettrica” ha fino a 1000-1500 V, il raggio di “lavoro”, a seconda della composizione salina e minerale dell'acqua, arriva fino a 10-12 metri.

Quando il dispositivo è acceso in acqua, l'intensità del campo elettrico può raggiungere 150-250 mV/cm e la densità di corrente nell'acqua supera 30 μA/mm2. Tali gradienti potenziali sono distruttivi per tutti gli esseri viventi sott’acqua. Lo shock elettrico nei pesci porta alla contrazione istantanea di tutti i muscoli, a seguito della quale la colonna vertebrale si rompe, la vescica natatoria si rompe e si verifica un'emorragia negli organi interni del pesce. Gli animali catturati direttamente nell'epicentro della “canna da pesca elettrica” muoiono quasi immediatamente, quelli che si trovavano alla periferia al momento della scossa elettrica ricevono una forte scossa e rimangono congelati in uno stato di torpore indotto dai farmaci per diversi minuti. Fino al 70% dei pesci nell'epicentro subiscono la rottura della vescica natatoria e annegano, coprendo il fondo del serbatoio con uno spesso strato.

Tali immagini sono state osservate più di una volta dai sottomarini nei bacini idrici del Dnepr.

A proposito, i pesci che hanno avuto la fortuna di allontanarsi dalla zona colpita e dalla rete del bracconiere non hanno la possibilità di deporre le uova per diverse stagioni a causa delle aderenze formate nel tratto genitale. Nel luglio 2001, nel bacino idrico di Dneprodzerzhinsk, i pescatori dilettanti O. Starushenko, S. Zuev, R. Novitsky raccolsero una carpa femmina morente di 17 chilogrammi dalla superficie dell'acqua. Dall'analisi anatomica è emerso che il pesce era probabilmente vittima del bracconaggio elettrico: nella cavità interna si trovavano più di 6 kg di uova, che il pesce non riusciva a deporre a causa delle famigerate aderenze negli ovidotti e si rilevavano numerose emorragie sulle gonadi; altri organi.

Considerando che i danni arrecati alla natura dal bracconaggio elettrico sono ingenti e non quantificabili con precisione, attualmente tale “pesca”, secondo la normativa vigente, è equiparata a reato penale...

R. Novitsky, Candidato di Scienze Biologiche, Professore Associato del Dipartimento di Zoologia ed Ecologia dell'Università Nazionale di Dnepropetrovsk. Ittiologo professionista.

"Pesca sportiva n. 2 - 2004"

Attenzione!

Un articolo dal sito " Club di pesca di Kaliningrad"



Per molto tempo è stato generalmente accettato che i fenomeni elettrici svolgano un ruolo importante nella vita solo di quei pesci che hanno organi che generano e percepiscono elettricamente. Questi, come accennato, sono pesci fortemente elettrici e debolmente elettrici, così come quelle specie che mancano di organi speciali che producono scariche elettriche, ma allo stesso tempo hanno organi di elettrosensibilità - elettrorecettori. Questi includono squali, razze, chimere, tutti gli storioni, ma anche pesci gatto e una serie di pesci esotici come i dipnoi, i politteri africani e, infine, il famoso celacanto. È chiaro che dall'intero elenco l'unica cosa che ci interessa è il pesce gatto.

Tutti gli altri pesci, comprese tutte le nostre tradizionali specie di “pescatori”, non hanno organi speciali per percepire i campi elettrici e non vengono affatto menzionati quando si discute il tema dell'elettricità nei libri di testo di ittiologia. Almeno, non ho trovato tali riferimenti in nessun manuale a me noto, sia nazionale che straniero, compresi gli ultimi anni di pubblicazione.

Nel frattempo, ci sono molti studi sperimentali speciali che dimostrano che molte specie "non elettriche", in primo luogo, sono in grado di generare deboli campi elettrici attorno a sé e, in secondo luogo, hanno la capacità di percepire il campo elettrico e stimarne i parametri. Un'altra cosa è che non è ancora chiaro come, con l'aiuto di quali organi di senso lo facciano.

Perché questi risultati non siano apparsi sulle pagine dei libri di testo è un'altra questione, ma abbiamo il diritto di concludere che l'elettricità è uno dei fattori che influenzano il comportamento non solo dei pesci fortemente o debolmente elettrici, ma di tutti i pesci in generale, compresi quelli che io e te catturiamo. Pertanto, questo argomento è direttamente correlato alla pesca (anche se non si tiene conto della canna da pesca elettrica).

Campi di pesce - "non elettrici"

Per la prima volta, un debole campo elettrico in un pesce non elettrico fu registrato nella lampreda di mare dagli americani Klierkoper e Sibakin nel 1956. Il campo è stato registrato con attrezzature speciali a una distanza di diversi millimetri dal corpo della lampreda. Appariva ritmicamente e scompariva in sincronia con i movimenti respiratori.

Nel 1958 fu dimostrato che un campo elettrico, più forte di quello di una lampreda, poteva essere generato anche attorno a un'anguilla di fiume. Infine, a partire dagli anni ’60, in molte specie marine e d’acqua dolce è stata accertata la capacità di pesci precedentemente ritenuti non elettrici di emettere deboli scariche elettriche.

Pertanto, oggi non vi è assolutamente alcun dubbio che tutti i pesci, senza eccezione, producono campi elettrici attorno a sé. Inoltre in molte specie sono stati misurati i parametri di questi campi. Nella tabella a fondo pagina sono riportati alcuni esempi di valori di scarica di pesci non elettrici (le misurazioni sono state effettuate ad una distanza di circa 10 cm dal pesce).

L'attività elettrica dei pesci è accompagnata da campi elettrici costanti e pulsati. Il campo costante di un pesce ha uno schema caratteristico: la testa rispetto alla coda è caricata positivamente e la differenza di potenziale tra queste aree varia nelle diverse specie da 0,5 a 10 mV. La sorgente del campo si trova nella zona della testa.

I campi di impulsi hanno una configurazione simile; sono creati da scariche con una frequenza da frazioni di hertz a un kilohertz e mezzo.

Sensibilità dei pesci - "non elettrica"

La sensibilità ai campi elettrici varia notevolmente tra le diverse specie di pesci senza elettrorecettori. Per alcuni è relativamente basso (entro decine di millivolt per centimetro), per altri è paragonabile alla sensibilità dei pesci che hanno speciali organi di senso elettrici. Ad esempio, l’anguilla americana in acqua dolce percepisce un campo di soli 6,7 μV/cm. I salmoni del Pacifico nell'acqua di mare sono in grado di rilevare un campo di 0,06 µV/cm. Ricalcolato approssimativamente, tenendo conto della maggiore resistenza dell'acqua dolce, ciò significa che in acqua dolce i salmoni sono in grado di percepire circa 6 µV/cm. Anche il nostro comune pesce gatto ha un'elettrosensibilità molto elevata. La capacità di percepire campi elettrici deboli è stata stabilita anche in specie come la carpa, il carassio, il luccio, lo spinarello e il pesciolino.

Secondo la maggior parte degli scienziati, il ruolo degli elettrorecettori in tutti questi pesci è svolto dagli organi della linea laterale. Ma questa questione non può essere considerata definitivamente risolta. Potrebbe anche darsi che i pesci abbiano altri meccanismi che permettono loro di percepire l’elettricità e di cui ancora non siamo nemmeno a conoscenza.

Mondo elettrico

Quindi, arriviamo alla conclusione che tutti i pesci, anche se a vari livelli, hanno sensibilità elettrica, e tutti i pesci, sempre a vari livelli, creano campi elettrici attorno a sé. Abbiamo quindi tutte le ragioni per ritenere che i pesci utilizzino in qualche modo queste capacità elettriche nella loro vita quotidiana. Come e in quali ambiti della vita possono farlo? Innanzitutto notiamo che l'elettrosensibilità viene utilizzata dai pesci (anguilla, aringa, salmone) per orientarsi nell'oceano. Inoltre, i pesci hanno un sistema di comunicazione elettrica sviluppato: l'interazione tra loro basata sullo scambio di informazioni elettriche. Viene utilizzato durante la deposizione delle uova, durante le interazioni aggressive (ad esempio, quando si difende il proprio territorio) e anche per sincronizzare i movimenti dei pesci in un banco.

Ma siamo più interessati a quegli aspetti che sono più direttamente legati alla pesca: la ricerca del cibo, la distinzione tra oggetti commestibili e non commestibili.

Innanzitutto bisogna tenere presente che i campi elettrici vengono creati attorno a sé non solo dai pesci, ma anche da altri animali, compresi gli organismi di cui i pesci si nutrono. Ad esempio, nell'addome di un anfipode che nuota si forma un debole campo elettrico. Per i pesci questi campi rappresentano una preziosa fonte di informazioni. Sono ampiamente noti gli esperimenti con gli squali, che trovano facilmente e cercano di scavare un generatore elettrico in miniatura sepolto nella sabbia, simulando le biocorrenti dei pesci con le sue scariche.

Ma quelli sono squali. I pesci d'acqua dolce sono interessati ai campi elettrici? Esperimenti molto interessanti e istruttivi a questo riguardo furono condotti nel 1917 con il pesce gatto americano Amyurs. Gli autori di questi esperimenti si sono impegnati ad attaccare bastoncini di diversi materiali - vetro, legno, metallo - nell'acquario con Amiuros. Si è scoperto che il pesce gatto sentiva la presenza di un'asta di metallo da una distanza di diversi centimetri e, ad esempio, reagiva a una bacchetta di vetro solo quando veniva toccata. Pertanto, Amiurus sentiva le deboli correnti galvaniche che si formavano quando il metallo veniva posto nell'acqua.

La cosa ancora più interessante è che la reazione del pesce gatto al metallo dipendeva dall’intensità della corrente. Se la superficie di contatto di un bastoncino di metallo con l'acqua era di 5-6 cm2, il pesce gatto aveva una reazione difensiva: nuotava via. Se la superficie di contatto con l'acqua era più piccola (0,9-2,8 cm2), i pesci hanno avuto una reazione positiva: hanno nuotato e "beccato" nel punto di contatto del metallo con l'acqua.

Quando si leggono queste cose, c'è una grande tentazione di teorizzare sulla superficie della maschera, su maschere e spinner bimetallici, che sono, in effetti, piccoli generatori elettrici galvanici e simili. Ma è chiaro che teorie di questo tipo rimarranno teorie, e qualsiasi raccomandazione fatta sulla loro base è inutile. L'interazione del pesce con l'esca è un processo molto complesso, in cui sono coinvolti numerosi fattori e molto probabilmente l'elettricità non è il principale tra questi. Tuttavia, non dovremmo dimenticarcene. In ogni caso, ci sono alcune opportunità per la fantasia e la sperimentazione con le esche. Perché non supporre, ad esempio, che i cucchiai di metallo, soprattutto quelli di grandi dimensioni, possano portare con sé un campo eccessivamente forte che non attira, ma, al contrario, respinge i pesci? Dopotutto, può essere rimosso coprendo il cucchiaio con un composto trasparente che non conduce elettricità.

E come non ricordare il fatto straordinario che fino agli anni '60 del secolo scorso i pescatori finlandesi e norvegesi utilizzavano ami di legno di ginepro quando pescavano la passera in mare. Allo stesso tempo, hanno sostenuto che la passera viene catturata meglio con un amo di legno che con uno di metallo. Non è una questione di elettricità? E così via: qui c'è un ampio margine di riflessione.

Ma torniamo al pesce. Come già accennato all’inizio di questo articolo, oltre a percepire i campi elettrici degli altri, i pesci possono ricevere informazioni sull’ambiente circostante modificando i parametri del proprio campo. Dopotutto, qualsiasi oggetto che cade nel campo del pesce, se differisce in conduttività elettrica dall'acqua circostante, cambierà inevitabilmente la configurazione di questo campo. Esistono numerosi studi che dimostrano che le scariche elettriche aumentano notevolmente nell'alimentazione attiva dei pesci "pacifici", così come nei predatori (ad esempio il luccio) al momento dell'attacco alla preda. Inoltre, questo è più pronunciato nei predatori notturni e crepuscolari che in quelli diurni. Forse questo significa che al momento della cattura del cibo, i pesci “accendono” ulteriori canali di informazione per un'analisi più approfondita della situazione? “Sentono” le potenziali prede con le linee di forza del loro campo? Prima o poi gli scienziati daranno una risposta a questa domanda, ma non dobbiamo aspettare, possiamo solo tenere a mente questa possibilità. Cioè, per capire che il pesce può sapere molto di più sulle proprietà elettriche della nostra esca di quanto supponiamo e, soprattutto, di quanto noi stessi ne sappiamo. Ad esempio, sono quasi sicuro che i predatori "capiscono" perfettamente quando attaccano un wobbler che questo "pesce" è fatto di uno strano materiale: cambia la configurazione del loro campo in modo diverso rispetto a un vero pesce. Ciò influenza la decisione del predatore di mangiare o non mangiare? Abbastanza possibile, soprattutto se non ha troppa fame.

Un po' di poesia in conclusione

Attirando l'attenzione dei lettori sul lato elettrico della vita dei pesci, non vorrei assolutamente che questo desse a nessuno l'idea di sfruttare la sensibilità elettrica dei pesci per creare su questa base una sorta di esca “fail-safe” che il pesce accetterebbe sempre qualsiasi condizione. Tentativi di questo tipo, non solo nel “campo elettrico”, appaiono regolarmente all’orizzonte. O spinner elettrici o "gustoso silicone", che il predatore non solo non si sforza di sputare, ma, al contrario, ha fretta di ingoiare. Infine, intelligenti attivatori del morso che creano un'irresistibile sensazione di fame nel pesce, indipendentemente dal fatto che sia affamato o pieno.

E questi sono solo alcuni esempi. Il ritmo di sviluppo della scienza e della tecnologia è tale che è del tutto possibile aspettarsi la comparsa sul mercato di attrezzature veramente "a prova di guasto" che cattureranno sempre e ovunque e, soprattutto, indipendentemente dall'abilità e dalla conoscenza della persona chi lo utilizza. C’è qui una linea puramente etica, e forse estetica, oltre la quale la pesca cessa di essere pesca.

Pertanto, per coloro che hanno un'eccessiva propensione verso questo tipo di sviluppo, voglio ricordare un fatto semplice e ben noto. Questo dispositivo “a prova di guasto” è già stato inventato ed è pienamente utilizzato. Questa è una canna da pesca elettrica.

Si verificano, ad esempio, in molte piante. Ma i portatori più sorprendenti di questa capacità sono i pesci elettrici. Il loro dono di produrre scariche potenti non è disponibile per nessun'altra specie animale.

Perché i pesci hanno bisogno di elettricità?

Gli antichi abitanti delle coste del mare sapevano che alcuni pesci possono “percuotere” con forza la persona o l'animale che li tocca. I romani credevano che in questo momento gli abitanti delle profondità rilasciassero una sorta di forte veleno, a seguito del quale la vittima subiva una paralisi temporanea. E solo con lo sviluppo della scienza e della tecnologia è diventato chiaro che i pesci tendono a creare scariche elettriche di varia intensità.

Quale pesce è elettrico? Gli scienziati affermano che queste abilità sono caratteristiche di quasi tutti i rappresentanti delle specie di fauna nominate, è solo che nella maggior parte di esse le scariche sono piccole, percepibili solo con potenti dispositivi sensibili. Li usano per trasmettersi segnali a vicenda, come mezzo di comunicazione. La forza dei segnali emessi ti consente di determinare chi è chi nell'ambiente del pesce o, in altre parole, di scoprire la forza del tuo avversario.

I pesci elettrici usano i loro organi speciali per proteggersi dai nemici, come armi per uccidere le prede e anche come localizzatori.

Dov'è la centrale elettrica del pesce?

I fenomeni elettrici nel corpo dei pesci hanno interessato gli scienziati coinvolti nei fenomeni energetici naturali. I primi esperimenti per studiare l'elettricità biologica furono condotti da Faraday. Per i suoi esperimenti, ha utilizzato le razze come i più potenti produttori di cariche.

Una cosa su cui tutti i ricercatori sono d'accordo è che il ruolo principale nell'elettrogenesi spetta alle membrane cellulari, che sono in grado di distribuire ioni positivi e negativi nelle cellule, a seconda dell'eccitazione. I muscoli modificati sono collegati tra loro in serie, queste sono le cosiddette centrali elettriche, e i tessuti connettivi sono conduttori.

Gli enti “produttori di energia” possono avere tipologie e ubicazioni molto diverse. Quindi, nelle razze e nelle anguille queste sono formazioni a forma di rene sui lati, nei pesci elefante sono fili cilindrici nella zona della coda.

Come già accennato, la produzione di corrente su una scala o sull'altra è comune a molti rappresentanti di questa classe, ma ci sono veri pesci elettrici che sono pericolosi non solo per gli altri animali, ma anche per l'uomo.

Pesce serpente elettrico

L'anguilla elettrica sudamericana non ha nulla in comune con le anguille comuni. Prende il nome semplicemente per la sua somiglianza esterna. Questo pesce serpente lungo fino a 3 metri e pesante fino a 40 kg è in grado di generare una scarica di 600 volt! Una stretta comunicazione con un pesce del genere può costarti la vita. Anche se la corrente non provoca direttamente la morte, porterà sicuramente alla perdita di coscienza. Una persona indifesa può soffocare e annegare.

Le anguille elettriche vivono in Amazzonia, in molti fiumi poco profondi. La popolazione locale, conoscendo le proprie capacità, non entra in acqua. Il campo elettrico prodotto dal pesce serpente diverge su un raggio di 3 metri. Allo stesso tempo l'anguilla mostra aggressività e può attaccare senza particolare necessità. Probabilmente lo fa per paura, poiché la sua dieta principale sono i piccoli pesci. A questo proposito, una “canna da pesca elettrica” vivente non conosce problemi: rilasciate il caricabatterie e la colazione, il pranzo e la cena sono pronti allo stesso tempo.

Famiglia di razze

I pesci elettrici - le razze - sono raggruppati in tre famiglie e contano una quarantina di specie. Tendono non solo a generare elettricità, ma anche ad accumularla per utilizzarla ulteriormente per lo scopo previsto.

Lo scopo principale dei colpi è spaventare i nemici e catturare piccoli pesci per il cibo. Se la pastinaca rilascia tutta la carica accumulata in una volta, il suo potere sarà sufficiente per uccidere o immobilizzare un grosso animale. Ma questo accade estremamente raramente, poiché il pesce - la pastinaca elettrica - dopo un completo "blackout" diventa debole e vulnerabile, ci vuole tempo perché accumuli nuovamente energia. Quindi le razze controllano rigorosamente il loro sistema di approvvigionamento energetico con l'aiuto di una delle parti del cervello, che funge da interruttore.

La famiglia delle razze, o razze elettriche, è anche chiamata “siluri”. Il più grande di loro è l'abitante dell'Oceano Atlantico, il siluro nero (Torpedo nobiliana). Questo, che raggiunge una lunghezza di 180 cm, produce la corrente più forte. E a stretto contatto con esso, una persona può perdere conoscenza.

La razza di Moresby e il siluro di Tokyo (Torpedo tokionis ) - i rappresentanti più profondi della loro famiglia. Si possono trovare a una profondità di 1.000 m. E la più piccola tra le sue controparti è la pastinaca indiana, la sua lunghezza massima è di soli 13 cm. Una pastinaca cieca vive al largo delle coste della Nuova Zelanda: i suoi occhi sono completamente nascosti sotto uno strato di pelle.

Pesce gatto elettrico

Nelle acque fangose ​​dell'Africa tropicale e subtropicale vivono pesci elettrici: il pesce gatto. Si tratta di individui piuttosto grandi, da 1 a 3 m di lunghezza. I pesci gatto non amano le correnti veloci; vivono in nidi accoglienti sul fondo dei bacini artificiali. Gli organi elettrici, che si trovano ai lati del pesce, sono in grado di produrre una tensione di 350 V.

Il pesce gatto sedentario e apatico non ama nuotare lontano da casa, ne esce per cacciare di notte, ma non gli piacciono nemmeno gli ospiti indesiderati. Li incontra con onde elettriche leggere e con esse ottiene la sua preda. Gli scarichi aiutano il pesce gatto non solo a cacciare, ma anche a navigare in acque scure e fangose. La carne di pesce gatto elettrico è considerata una prelibatezza tra la popolazione africana locale.

Drago del Nilo

Un altro rappresentante elettrico africano del regno dei pesci è il ginnara del Nilo, o aba-aba. I faraoni lo raffigurarono nei loro affreschi. Vive non solo nel Nilo, ma nelle acque del Congo, del Niger e di alcuni laghi. Questo è un bellissimo pesce “elegante” con un corpo lungo e aggraziato, lungo da quaranta centimetri a un metro e mezzo. Non ci sono pinne inferiori, ma quella superiore si estende lungo tutto il corpo. Sotto c'è una “batteria” che produce quasi costantemente onde elettromagnetiche di 25 V. La testa del ginnara porta una carica positiva e la coda porta una carica negativa.

I ginnarchi usano le loro capacità elettriche non solo per cercare cibo e luoghi, ma anche nei giochi di accoppiamento. A proposito, i ginnarchi maschi sono semplicemente padri incredibilmente fanatici. Non si allontanano dalla deposizione delle uova. E non appena qualcuno si avvicina ai bambini, papà inonderà l'autore del reato con una pistola stordente così tanto che non sembrerà molto.

I ginnarchi sono molto carini: il loro muso allungato, simile a quello di un drago, e gli occhi astuti hanno guadagnato l'amore tra gli acquariofili. È vero, il bel ragazzo è piuttosto aggressivo. Di diversi avannotti messi in un acquario, solo uno sopravviverà.

Mucca di mare

Grandi occhi sporgenti, una bocca sempre aperta incorniciata da una frangia e una mascella estesa fanno sembrare il pesce una vecchia scontrosa e eternamente insoddisfatta. Qual è il nome del pesce elettrico con un ritratto del genere? famiglia di osservatori delle stelle. Il paragone con la mucca è evocato dalle due corna che ha sulla testa.

Questo sgradevole individuo trascorre la maggior parte del tempo sepolto nella sabbia e resta in attesa che la preda gli passi accanto. Il nemico non passerà: la mucca è armata, come si suol dire, fino ai denti. La prima linea di attacco è un lungo verme rosso, con il quale lo stargazer attira i pesci ingenui e li cattura senza nemmeno uscire dalla copertura. Ma se necessario, volerà in aria all'istante e stordirà la vittima finché non perderà conoscenza. La seconda arma di autodifesa sono le spine velenose situate dietro gli occhi e sopra le pinne. E non è tutto! Dietro la testa si trova la terza potente arma: organi elettrici che generano cariche con una tensione di 50 V.

Chi altro è elettrico?

Quelli sopra descritti non sono gli unici pesci elettrici. I nomi di quelli che non abbiamo elencato suonano così: Peters gnathonema, coltello nero, mormyra, diplobatis. Come puoi vedere, ce ne sono molti. La scienza ha fatto un grande passo avanti nello studio di questa strana capacità di alcuni pesci, ma fino ad oggi non è stato possibile svelare completamente il meccanismo di accumulo di elettricità ad alta potenza.

I pesci guariscono?

La medicina ufficiale non ha confermato che il campo elettromagnetico dei pesci abbia un effetto curativo. Ma la medicina popolare utilizza da tempo le onde elettriche delle razze per curare molte malattie di natura reumatica. Per fare ciò, le persone camminano specificamente nelle vicinanze e ricevono shock deboli. Ecco come appare l'elettroforesi naturale.

I residenti in Africa ed Egitto usano il pesce gatto elettrico per curare la febbre grave. Per aumentare l'immunità nei bambini e rafforzare le loro condizioni generali, i residenti equatoriali li costringono a toccare il pesce gatto e a dare loro anche l'acqua in cui questo pesce nuotava per qualche tempo.