Využitie elektrických polí rybami. Najelektrickejšie ryby Vysoko elektrické a slabo elektrické

Starovekí Gréci a Egypťania vedeli o existencii úžasných morských rejnokov a sladkovodných sumcov, schopných spôsobiť ľuďom dosť nepríjemné a nevysvetliteľné „údery“. Obrazy týchto sumcov a rejnokov možno stále vidieť na stenách staroegyptských hrobiek.

Rimania verili, že rejnoky uvoľňujú do vody nejaký druh toxickej látky. Zistilo sa, že „jed“ sa uvoľnil iba vtedy, keď sa objavila korisť alebo ryba bola niekým napadnutá. „Jed“ zasiahol aj ľudí priamo cez kožu, no nebol smrteľný. Dotknutie sa ryby bolo ako úder a ruka sa mimovoľne stiahla. IN

V starovekom Ríme sa takéto rejnoky chovali v špeciálnych bazénoch a snažili sa ich použiť na liečbu chorôb. Chorých prinútili dotknúť sa rejnoka a z jeho „úderov“ sa údajne prebrali.

Záhada rejnokov bola vyriešená pomerne nedávno. Ukázalo sa, že tieto ryby nevypúšťajú jed, ale bránia sa a útočia pomocou elektriny. Vybíjacie napätie elektrický sumec a elektrické rampy dosahujú 220 V. (Rovnaké napätie je v mestskej domácej elektrickej sieti.)

Elektrické rampy(existuje asi 30 druhov) - sedavé stvorenia, ktoré plávajú zle a neochotne. Väčšinu svojho života strávia zahrabaní v piesku alebo bahne, vstávajú len preto, aby vybili svoje „batérie“ a občerstvili sa, čo im príde do cesty. Svoju hlavnú korisť – malé kôrovce a červy zasiahnuté elektrickým výbojom – vyzdvihnú bez veľkého ponáhľania. Rejnoky rýchlo zaútočia na veľkú, už omráčenú rybu a pokračujú vo vytváraní elektrických výbojov, aby to konečne dokončili.

Elektrický úhor(vôbec nie je „príbuzná“ iným úhorom a je tak pomenovaná len pre svoj podobný tvar tela), žijúca v sladkých vodách Južnej Ameriky, je ryba s najsilnejším elektrickým výbojom. Jeho rozmery sú značné - až 1,5 m a niekedy až 3 m na dĺžku s hmotnosťou do 20 kg. Napätie výbojov vytvorených elektrickým úhorom dosahuje 600 V. Jeho výboj dokáže omráčiť aj veľké zvieratá a malé zvieratá okamžite uhynú. V jazyku miestnych Indiánov sa tieto úhory nazývajú „arima“, čo znamená „zbavujúci pohyb“. Indiáni dobre poznajú nebezpečné ryby a neriskujú prebrodiť rieku, kde žijú.

Elektrické orgány sú modifikované svaly. Pri kontrakcii akéhokoľvek svalového vlákna vždy dochádza k slabým elektrickým výbojom. Zvláštnosťou elektrických orgánov je, že ich svalové vlákna sú „prepojené“ (teda navzájom prepojené) nie paralelne, ale sériovo, takže ich napätie sa sčítava a dosahuje obrovské hodnoty. Elektrické orgány vážia štvrtinu až tretinu hmotnosti ryby!

Mnohé ryby nemajú „elektrárne“, ale majú „elektrický zmysel“. Napríklad mihule ho používajú na detekciu koristi. Nie je možné sa pred nimi skryť. Dokonca aj u skrytých rýb sa dýchacie svaly žiabrových krytov naďalej sťahujú a súčasne generujú slabé elektrické impulzy. Lamprey ich chytia. Tento zmysel je užitočný najmä pri love v mútnej vode.

Elektrický sumec africký.

Americký elektrický úhor.

Elektrický Stingray.

Človek spravidla nachádzal nápady na rôzne vynálezy v prírode okolo seba. V prvých návrhoch lietadiel sa teda kopírovalo krídlo vtáka alebo netopiera. Výskum zubov hlodavcov viedol k vynálezu samoostriacich nástrojov. Vytvárajú sa umelé nátery pre ponorky, ktoré replikujú kožu delfína, čo mu umožňuje pohybovať sa vo vode vysokou rýchlosťou s relatívne malou námahou svalov.

Okrem kopírovania biologického prototypu je pri navrhovaní rôznych systémov možné (a zrejme aj najvhodnejšie) použiť samotný princíp činnosti, ktorý vyvinula príroda v procese evolúcie. Práca v tomto smere viedla k vzniku jednej z najmladších vied – bioniky, ktorá sa v súčasnosti prudko rozvíja.

Bionika je veda o systémoch, ktoré kopírujú funkcie živých organizmov, o systémoch, ktoré majú špecifické vlastnosti prírodných systémov alebo ktoré sú ich analógmi. V praxi je bionika veda o využívaní poznatkov o živých systémoch na riešenie určitých technických problémov.

Charakteristiky reakcií rýb na rôzne polia elektrického prúdu slúžili ako základ pre vývoj rôznych zariadení, ktoré kontrolujú správanie rýb. Už v roku 1919 vedci vyjadrili myšlienku, že rybolov pomocou elektriny otvára široké možnosti rybničného chovu. Najprv sa využíval iba omračujúci účinok elektrického prúdu. Následne sa začali používať jednotky, ktoré lákali alebo odpudzovali ryby v dôsledku elektrických polí rôznych parametrov vytvorených vo vode.

V súčasnosti sa takéto jednotky úspešne používajú v praxi v sladkovodných vodách: rieky, rybníky, jazerá a nádrže. Jednou z metód elektrorybolovu je vybavenie konvenčných sieťových rybárskych zariadení (napríklad vlečných sietí) elektródami, ktoré priťahujú ryby do akčnej oblasti nástroja. Takto fungujú napríklad domáce elektrické vlečné plavidlá PETS-150B, ktoré lovia v nádržiach Rybinsk a Tsimlyansk od roku 1965. Vo vnútrozemských vodách NDR sa od roku 1967 používa elektrifikovaná vlečná sieť určená najmä pre úhora. rybolov.

Okrem elektrolovu pomocou rôznych sietí existuje aj takzvaná bezsieťová elektróda, založená na využití anódovej reakcie rýb na ich prilákanie, koncentráciu a čiastočnú imobilizáciu v dôsledku elektronickej anestézie. Ryba sa z vody vyberá pomocou mechanického zariadenia alebo rybieho čerpadla. Takto funguje napríklad domáca inštalácia ELU-1 pre elektrolov umiestnený na dvoch člnoch. Pomocou špeciálneho zariadenia vzniká jednosmerný prúd s napätím až 520 V, ktorý je privádzaný do systému elektród (anóda a katóda) zavesených vo vode. Ryby priťahované prúdom sa vyberajú pomocou sietí.

Podobná inštalácia, ELU-2, sa líši v tom, že pracuje na konštantnom impulznom prúde a môže byť použitá v nádržiach so širším rozsahom elektrickej vodivosti vody. Bezsieťové rybie elektródy využívajúce rybie pumpy boli prvýkrát použité pri love lososov na Kamčatke na riekach Ozernaya a Yavinaya.

ZSSR používa aj batériovú jednotku Pelican, určenú na lov rýb sústredených v hĺbke 1,5-2 m; jeho produktivita je viac ako 1-2 centy rýb za hodinu. Podobné jednotky boli vyvinuté v iných krajinách.

Na odplašenie alebo zastavenie rýb sa v rybárskych revíroch používajú aj takzvané elektrické zábrany. Pomocou takýchto inštalácií sú ryby nútené pohybovať sa určitým smerom. V tomto prípade je elektrické pole spravidla stacionárne a nachádza sa naprieč pohybom rieky. Ryba, ktorá sa ocitne v akčnej oblasti poľa, sa zastaví alebo pláva späť.

Zariadenie, ktoré vytvára elektrické pole na odpudzovanie žralokov, bolo vyvinuté v USA. Zariadenie je inštalované na trawleri a vysiela silné impulzy s trvaním 10 m/s každú sekundu prostredníctvom dvoch vlečných elektród. Malú modifikáciu tohto zariadenia, zostavenú s tranzistormi, používajú potápači (elektródy sú umiestnené v skafandri). Zdrojom prúdu v ňom sú bežné suché batérie, ktorých kapacita je dimenzovaná na 8-10 hodín prevádzky. Experimenty ukázali, že žraloky sa nepribližujú k potápačovi vybavenému podobným zariadením bližšie ako 2 m Zariadenie je zostavené pomocou tranzistorov a je uzavreté vo vodotesnom puzdre z epoxidovej živice.

Zamestnanci Štátneho vedeckého výskumného ústavu pre jazerné a riečne hospodárstvo (GosNIORH) vyvinuli elektrický rybí bariérový systém určený na odplašenie rýb od hydraulických štruktúr: turbíny vodných elektrární, zavlažovacie kanály, v ktorých sa zrania a uhynú ryby. Inštaláciu tvorí veľké množstvo elektród – oceľových rúr zarazených do zeme. Elektródy prijímajú prerušovaný striedavý prúd.

Na rovnakom princípe fungujú aj elektrogóny používané pri rybolove. Ako príklad uvažujme elektrogón typu ERG 1/8-4. Ide o homogénny systém elektród udržiavaný na hladine polyetylénovými plavákmi. Vozík pohybujúci sa po brehu rieky je vybavený benzínovým motorom s generátorom 4 kW produkujúcim prúd 230 V. Cez menič a transformátor tečie prúd cez 100 m dlhý kábel k elektródam. Rybári na oboch brehoch ťahajú pozdĺž rieky sústavu elektród a naháňajú ryby do siete nastavenej po prúde. Tento typ elektrogónu sa používa v nádržiach do šírky 50 m a hĺbky do 2 m.

Metódy rybolovu založené na využití elektrických polí majú tieto výhody: sú univerzálne (možno ich použiť na lov rôznych druhov rýb pomocou rôznych rybárskych náčiní) a efektívne (zabezpečujú selektivitu ulovených rýb podľa druhu a veľkosti a umožňujú automatizáciu procesov rybolovu).

Elektródy v morských podmienkach sú však stále v štádiu experimentu. Je to spôsobené vysokou spotrebou energie aj pri použití impulzných prúdových polí. Napriek tomu je elektrolov morských rýb veľmi sľubný a v tomto smere prebieha veľa výskumu a vývoja. V NDR sa tak vytvorilo zariadenie na elektrický rybolov na mori. Základom inštalácie je generátor impulzov, ktorý generuje elektrické impulzy; bola určená forma a frekvencia vyžadovaná v rôznych podmienkach rybolovu. Cez kábel sa privádzajú k elektródam, ktorými je vlečná sieť vybavená a vytvárajú elektrické pole. Účinok poľa sa rozširuje na ryby nachádzajúce sa v jeho zóne a bráni jej opustiť rybársky výstroj. Výkon generátora impulzov 75 kW. V závislosti od napätia môže elektrické pole spôsobiť u rýb reakciu strachu alebo narkózy a dokonca aj smrť šokom. Toto zariadenie umožňuje rybolov v hĺbkach až 700 m Úlovky morských trawlerov NDR vybavených takýmito zariadeniami sa zvýšili v priemere o 30 %.

V ZSSR boli prvé praktické výsledky bezsieťového elektrolovu pomocou rybej pumpy v morských podmienkach získané v roku 1963 pri love saury. Ryby najskôr prilákalo svetlo. Potom sa vytvorilo pole jednosmerného prúdu: ako katóda slúžil trup nádoby a ako anóda slúžili sacie zariadenia rybieho čerpadla, ku ktorému sa saury v dôsledku anodickej reakcie priblížil (obr. 18).

Hlavnou prekážkou priemyselného rozvoja tohto spôsobu rybolovu je malá zóna, v ktorej môže u rýb vyvolať anodickú reakciu. Experimenty v tomto smere pokračujú a zdokonaľujú sa zariadenia na rybolov bez siete. Napríklad bol aplikovaný kombinovaný účinok pulzných a striedavých kontinuálnych prúdových polí na ryby.

V roku 1971 na lodi NDR Iceberg špecialisti z NDR a ZSSR testovali elektrorybárske zariadenie, v ktorom bola použitá pumpa na ryby v spojení so sieťovým vakom (obr. 19). To umožnilo loviť v rôznych hĺbkach a eliminovalo potrebu objemných hadíc čerpadla na ryby.

V nadchádzajúcich rokoch bude možná rozšírená priemyselná implementácia rôznych metód elektrického rybolovu na mori.

Veľký praktický význam má porovnanie biologických elektrolovných systémov využívaných elektrickými rybami s v súčasnosti existujúcimi zariadeniami na priemyselný elektrolov komerčných rýb. Rybolovné techniky používané vysoko elektrickými rybami, povaha impulzov a generovaných polí, boli vyvinuté v procese evolúcie a zjavne sú optimálne. Rozdiel medzi pôsobením elektrických polí rýb v porovnaní s poľami jednotiek vytvorených človekom je nasledovný. Všetky elektrorybárske jednotky sa vyznačujú pasívnym prevádzkovým režimom, t.j. parametre elektrických polí, ktoré vytvárajú, sú nezmenené. Citlivosť rýb rôznych druhov na elektrický prúd a ich reakcie na pôsobenie elektrického poľa sú však rôzne. Rozdielne sú aj výsledky vplyvu rovnakého elektrického poľa na ryby určitého druhu, ale rôznych veľkostí. Vplyv elektrického poľa na ryby závisí, ako už bolo spomenuté, od teploty vody, jej elektrickej vodivosti, obsahu kyslíka, ročného obdobia, fyziologického stavu a tiež od charakteru elektrického poľa.

Správanie rýb pri vystavení elektrickým poliam je teda ovplyvnené mnohými faktormi, ktoré sa môžu počas procesu rybolovu meniť. Medzitým sa to nezohľadnilo pri vývoji existujúcich generátorov na elektrický rybolov. V tomto smere je príroda stále pred človekom. Elektrické ryby využívajúce svoje elektrické polia na rovnaké účely „pracujú“ kvalitatívne odlišným spôsobom - v aktívnom režime.

Všetky vysoko elektrické ryby nadviažu aktívny kontakt so svojou korisťou (alebo nepriateľom). Tento kontakt sa uskutočňuje prostredníctvom rôznych mechanizmov; zrak, sluch, dotyk na diaľku (použitie orgánov laterálnej línie), ako aj pasívny alebo aktívny (miestny) elektrický zmysel. Elektrické ryby - úhory, sumce, rejnoky, niektorí pozorovatelia hviezd na diaľku monitorujú správanie svojich obetí alebo nepriateľov a po ich posúdení a ich schopnostiach aplikujú bioelektrické polia určitej sily, konfigurácie a frekvencie žiarenia. V dôsledku toho je dosiahnutý efekt zvyčajne optimálny. Sumec, ktorý nemá elektrolokačný systém, teda vyhodnocuje svoju korisť aktívnym pohybom a vydávaním silných elektrických výbojov. Výboje stimulujú korisť, nútia ju aktívne sa pohybovať a vytvárať prúdy vody, vďaka čomu sumec dostáva informácie o koristi pomocou zmyslových orgánov bočnej línie. V závislosti od veľkosti obete používa výboje špecifického charakteru.

Hlavným zásadným rozdielom medzi umelými elektrolovnými systémami a prírodnými je teda nedostatočná kontrola nad stavom a správaním sa loveného objektu a kontrola prevádzky elektrického generátora. Inými slovami, neexistuje spätná väzba a systém riadenia podľa daného programu. Kybernetický prístup k vývoju elektrických zariadení na prilákanie alebo odpudzovanie rýb je nepochybne sľubný. Takéto zariadenia vám umožnia chytiť ryby určitého druhu a nezraniť iné ryby.

Ďalšou výhodou prirodzených metód chytania a odpudzovania rýb založených na použití elektrických polí je, že elektrické ryby spravidla využívajú kombinácie signálov rôznych modalít. Súbežne s vytváraním elektrických polí určitého charakteru vyžarujú elektrické polia iných parametrov, zvuky, optické signály a využívajú aj vedľajšie účinky elektrického prúdu (hydrodynamické poruchy, obohacovanie vody kyslíkom). Napríklad úhory počas lovu často kombinujú konštantné a pulzné polia. V morských vodách jeho vypúšťanie obohacuje vodu o kyslík, ktorý k úhorom priťahuje malé ryby a žaby. Americký hviezdnik láka svoju korisť pravidelným vyhadzovaním červeného jazyka, ktorý vyzerá ako červ. Predátor omráči blížiace sa ryby elektrickým výbojom a uloví ich.

V obranných situáciách sumec elektrický spolu s elektrickými výbojmi vydáva charakteristické ostré syčavé zvuky. Takéto zvuky, ktoré sa dobre šíria vo vode, zosilňujú účinok elektrických polí (nepodmienený reflexný podnet) a nadobúdajú hodnotu varovného signálu (podmienená reflexná reakcia). Vystavenie elektrickým pulzujúcim poliam, sprevádzané akustickými pulzáciami rovnakej frekvencie, môže dostať verkhovku do šokového stavu (elektronarkóza), hoci intenzita týchto polí nie je dostatočná na dosiahnutie takéhoto výsledku.

Efektivita ovplyvňovania rýb elektrickými poľami v kombinácii s inými signálmi je zrejmá. Medzitým sa v praxi rybárstva vývoj zariadení založených na komplexnom pôsobení rôznych signálov len začína. Pri vývoji niektorých techník rybolovu bez siete sa teda elektrické polia úspešne kombinujú so svetlom.

Systém testovaný v Mexickom zálive pozostával z ukotvenej plošiny obklopenej veľkým množstvom plastových pltí v tvare stanov. Je známe, že niektoré druhy rýb počas dňa vyhľadávajú tmavé miesta, kde sa cítia bezpečnejšie a zhromažďujú sa pod predmetmi plávajúcimi na hladine vody. V tomto prípade sa ryby cez deň zhromažďovali pod plťami a s nástupom tmy ich svetlo elektrických lámp prilákalo na centrálnu plošinu, kde pod vplyvom elektrického poľa okamžite dopadli do nasávacej zóny pumpa na ryby.

Na odplašenie rýb od priehrad je efektívne využitie elektrických polí v kombinácii so zvukovými signálmi. Pri športovom rybolove je možné použiť elektrické rybárske prúty, ktoré priťahujú ryby pomocou dvoch rôznych stimulov: bežnej, „vizuálnej“ návnady a elektrického poľa, ktoré spôsobuje anodickú reakciu rýb – túžbu priblížiť sa ku kladnej elektróde.

Jedným zo sľubných smerov vo vývoji nových metód využitia elektrických polí v rybolove je teda ich kombinovanie s inými signálmi.

Pre elektrobiológiu je veľmi zaujímavé porovnanie polí využívaných elektrickými rybami na lov a obranu s poliami využívanými v rybárskej praxi. Všetky ryby v sladkej aj morskej vode vytvárajú pulzné elektrické polia: v morskej vode sa vďaka väčšej vodivosti vyznačujú nízkou intenzitou a výraznou hustotou prúdu, v sladkej vode majú vysokú intenzitu a nízku hustotu prúdu. Ryby nepoužívajú jednosmerné elektrické polia, zrejme kvôli vysokej spotrebe energie na ich vytváranie.

Aké sú charakteristiky pulzných elektrických polí rýb a ich rozdiel od experimentálne vyvinutých polí a používaných v rybárskej praxi?

Existujú rôzne, niekedy protichodné názory na vplyv umelých pulzných elektrických polí na ryby. Väčšina výskumníkov, ktorí porovnávajú účinky pulzných a konštantných alebo striedavých polí, tvrdí, že pulzné polia zvyčajne nevyvolávajú anódovú reakciu v rybách, ale iba ich odstrašujú. Elektrické ryby však pomocou pulzných polí v skutočnosti kontrolujú správanie svojich obetí alebo nepriateľov a nútia ich pohybovať sa smerom k sebe alebo utiecť. Je charakteristické, že pulzné polia, ktoré používajú všetky elektrické ryby na prilákanie obetí a obranu, sú rôzne.

Lovné výboje sumcov teda pozostávajú z oveľa väčšieho počtu impulzov ako na obranu. Ak obranné obsahujú 3-67 impulzov, tak lovecké obsahujú 14-462 impulzov (v priemere menej ako 300). Ďalšou charakteristickou črtou je rozdiel v povahe zmeny ich frekvencie. Pri obranných výbojoch sa frekvencia opakovania pulzu znižuje prudko, rýchlo, pri poľovníckych výbojoch - pomaly, postupne.

Trvanie a počet impulzov v loveckých výbojoch sú spojené s pomerom veľkostí sumca a jeho koristi. Pri uchopení a prehĺtaní malých predmetov sú výboje pomerne krátke – v priemere 71,2 pulzov. Sumec dlhý 16 cm pri ulovení ryby merajúcej 5,5 cm (menej ako 30 % dĺžky sumca) vygeneruje až 297 impulzov (s priemernou dobou výboja 4,8 s). Pri elektrorybolovných technikách založených na pulzných poliach jednosmerného prúdu má veľký význam počet impulzov poskytujúcich anódové reakcie.

Podľa niektorých vedcov závisí účinok prilákania, vystrašenia alebo omráčenia rýb od počtu pulzov. Výskum ukázal, že pre každý typ (a veľkosť) rýb existuje optimálny počet impulzov v elektrickom výboji, ktorý ich priťahuje alebo odpudzuje. Počas procesu lovu sa frekvencia opakovania pulzu sumca mení. Zvyšuje sa alebo znižuje v závislosti od správania a stavu obete. Na samom začiatku dosahuje frekvencia opakovania pulzov maximálnu hodnotu (až 150 pulzov za sekundu pri teplote 28°) a na konci klesá. Ale zníženie frekvencie, v závislosti od správania objektu, môže byť nahradené opakovaným a dokonca viacnásobným zvýšením. Amplitúda výbojov a impulzov sumca je relatívne malá (180-360 V). Pre sumca s dĺžkou 21 cm je priemerný výbojový výkon zvyčajne 8 W a maximálny výkon každého impulzu je 32 W.

Vedci, ktorí skúmali vplyv silných elektrických polí na ryby, zistili, že anodická reakcia sa u nich prejavuje pri určitých hodnotách frekvencie impulzov aj napätia. Pre sladkovodné ryby s dĺžkou od 6 do 27 cm je kritická frekvencia opakovania impulzov, ktorá spôsobuje reakciu anódy, 30-100 impulzov za sekundu. Výboje s vyššou pulzovou frekvenciou pri rovnakých amplitúdach spôsobujú u rýb elektronarkózu. Zvýšenie amplitúdy (napätia) impulzov ovplyvňuje ryby rovnakým spôsobom.

Prúdy používané pri elektrolove sladkovodných rýb zvyčajne dosahujú napätie 800 V s pulzným výkonom 80-400 W. Preto je prirodzené, že elektrické jednotky pracujúce v konštantnom režime (pri konštantnej frekvencii a napätí impulzov) vytvárajú nielen zónu príťažlivosti (ďaleko od elektród), ale aj zónu anestézie v blízkosti elektród, v ktorej sa ryby pohybujú. do šoku a zomrie. Práve v tomto ohľade spôsobuje používanie existujúceho rybárskeho vybavenia značné škody pre odvetvie rybolovu.

Impulzy používané pri love elektrických rýb (úhory, sumce a pod.) majú charakteristický tvar a trvanie. Spravidla ide o impulzy so strmým vzostupom prúdu a postupným poklesom. Inými slovami, na začiatku impulzu napätie rýchlo stúpa a potom postupne klesá. U elektrického úhora majú takéto impulzy pílovitý tvar (pozri obr. 4) u sumca elektrického je tvar impulzov podobný tvaru nervovosvalových impulzov (pozri obr. 5);

Impulz elektrického sumca s dĺžkou 15,5 cm má trvanie 1,88 ms. Prudký nárast amplitúdy trvá 0,66 ms a postupný pokles trvá 1,22 ms.

Je vhodné porovnať tvar a trvanie impulzov elektrických rýb s podobnými charakteristikami optimálne pôsobiacich impulzov získanými pri pokusoch o vplyve umelých elektrických polí na ryby. Ukazuje sa, že najúčinnejším účinkom na ryby sú práve pulzy so strmým stúpaním prúdu a jeho postupným poklesom s trvaním pulzu 1-1,5 ms. Potvrdzujú to aj niektorí vedci, ktorí vychádzajú z konceptov fyziológie nervovosvalového systému.

Experimentálne sa zistilo, že pri krátkom trvaní impulzov (menej ako 1 ms) sa pri použití pravouhlých impulzov vyžaduje najnižšie napätie, pri ktorom ryby vyvinú primárnu reakciu. Prečo sú impulzy niektorých elektrických rýb „suboptimálne“? Odpoveď je celkom jednoduchá. Generovanie štvorcových impulzov (trvanie menej ako 1 ms) vyžaduje viac energie ako impulzy používané elektrickými rybami.

Prevádzka prirodzených elektrorybárskych systémov a prevádzka priemyselných elektrických jednotiek sú teda v princípe činnosti odlišné, hoci tvar impulzov elektrických rýb je blízky tomu, ktorý sa používa pri rybolove. Prirodzené sú založené na komplexnom pôsobení signálov; priemyselné spravidla využívajú iba elektrické pole. Prvé sa vyznačujú aktívnym režimom, druhé pasívnym režimom. Impulzy rýb používané pri love sa líšia od umelých tým, že sú dlhšie, majú vyššiu frekvenciu opakovania a majú relatívne nízku silu. Treba mať na pamäti, že elektrické polia vytvorené rybami sú malé. Je zrejmé, že princípy fungovania prirodzených elektrorybárskych systémov sú efektívnejšie ako tie, ktoré sa používajú pri priemyselnom rybolove, a to treba brať do úvahy pri vývoji a zlepšovaní elektrorybolov.

Modelovanie elektrických systémov na lokalizáciu a komunikáciu rýb otvára výnimočné vyhliadky. Prenos signálu vo vode pomocou elektrických polí má veľkú výhodu, keďže rádiové vlny sa vo vodnom prostredí prakticky nešíria a nevýhodou akustického umiestnenia a komunikácie je vysoká miera rušenia hlukom pozadia. Ako je známe, elektrická komunikácia v podvodnej technike zatiaľ neexistuje. V súčasnosti prebieha seriózna práca v Sovietskom zväze aj v zahraničí na vytvorení takéhoto zariadenia. Neúplné technické modelovanie elektrického komunikačného systému rýb uskutočnené sovietskymi výskumníkmi už viedlo k vývoju zariadenia, ktoré umožňuje prenos informácií z vody do vzduchu. Ďalšia práca v tejto oblasti bude mať veľký význam pre rozvoj podvodnej komunikačnej technológie, ktorá je taká potrebná napríklad v oceánológii a rybolove.

V byte, na ulici, v práci aj na dovolenke mimo mesta nás obklopujú neviditeľné a takmer nepostrehnuteľné elektromagnetické polia (EMF). Vývoj života na planéte Zem je do značnej miery spôsobený týmto dôležitým environmentálnym faktorom.

Medzi hlavné zmyslové systémy (zmyslové orgány) rýb, medzi ktoré patrí sluchový, zrakový, chuťový, čuchový, hmatový, seizmosenzorický systém a všeobecné chemické zmysly, patrí ešte jeden zmyslový systém, ktorý má v živote rýb nemalý význam - elektroreceptorový senzorický systém.

Od 60. rokov 20. storočia sa po celom svete intenzívne skúma význam širokej škály elektrických polí v živote rýb. Mimoriadny záujem o tieto diela je spôsobený aj tým, že v posledných desaťročiach prudko vzrástlo vystavenie rýb rôznym elektromagnetickým poliam umelého pôvodu. Silné polia vo vodnom prostredí sa dnes indukujú pri prevádzke elektrických rybích bariér, elektrorybolov, pri morskom geofyzikálnom prieskume (pomocou elektrických sondážnych metód), „vďaka“ prevádzke výkonných rádiových staníc, radarov, meničov elektrickej energie a vysoko- napäťové elektrické vedenia (PTL).

Prvé práce v oblasti elektrorecepcie, elektroorientácie a citlivosti rýb na elektromagnetické polia sa začali v Rusku pod vedením V. R. Protasova. Jeho práca „Bioelektrické polia v živote rýb“ (1972) poskytla údaje o takzvaných slabo a silne elektrických rybách, mechanizmoch, ktorými vnímajú magnetické a elektrické polia a ich význame v živote obyvateľov pod vodou. Tieto štúdie znamenali začiatok nového smeru v biologickej vede – elektroekológie.

Všetky morské a sladkovodné ryby sú rozdelené do 3 skupín podľa ich schopnosti vnímať alebo nezávisle vytvárať elektrické polia: vysoko elektrické; slabo elektrické a neelektrické, „obyčajné“ typy.

Vysoko elektrické druhy (sladkovodný elektrický úhor, rejnok a sumec, americký hviezdnik), u ktorých sa v procese evolúcie objavili špeciálne elektrické orgány, ktoré vytvárajú silné elektrické pole okolo tela ryby za účelom útoku alebo obrany. Pre vysoko elektrické ryby je schopnosť generovať prúd v špeciálnych orgánoch potrebná na prilákanie obetí, pretože elektrické pole okolo rýb vedie k elektrolýze vody, voda je obohatená o kyslík, ktorý priťahuje ryby, žaby a iné vodné živočíchy. úhor. Okrem toho silné elektrické pole môže dostať obeť do stavu elektronickej anestézie. Bolo dokázané, že elektrická aktivita uľahčuje úhorom dýchanie v nádržiach s morskou vodou a močiaroch: voda sa v tele rýb rozkladá a krv sa obohacuje kyslíkom a vodík je odvádzaný rybami von. V nevodných vodných útvaroch využíva úhor svoje vlastné elektrické pole ako akýsi „elektrolokátor“ na hľadanie obetí.

U slabo elektrických rýb sú takzvané tkanivá generujúce elektrinu schopné vytvárať pulzné elektrické polia. Tieto ryby využívajú svoje schopnosti na lokalizáciu a komunikáciu. Slabo elektrické sladkovodné ryby vydávajú slabé a krátkodobé výboje s konštantnou pulzovou frekvenciou. Niektoré sleď a jeseter ryby sú tiež schopné využívať elektrické polia. Takéto druhy, ktoré sú rybárom všeobecne známe ako ryšavka, karas, ostriež, zubáč, pleskáč a šťuka, majú schopnosť vyžarovať elektrické výboje. Prvé dva druhy vyžarujú krátkodobé výboje, ostriež, zubáč a zubáč – stredne dlhé, šťuka – najdlhšie výboje.

Slabo elektrické ryby vydávajú slabé elektrické signály. V roku 1958 R. Lissman zistil, že na orientáciu a komunikáciu vo vodnom prostredí využívajú elektrické pole.

Prevažná väčšina druhov sú neelektrické, „obyčajné“ ryby. Nedokážu nezávisle generovať elektrické prúdy a majú extrémne nízku citlivosť na elektrické a elektromagnetické polia. Tieto ryby nemajú špeciálne morfologické štruktúry na vnímanie elektrického prúdu a elektromagnetických polí, takže ich citlivosť je obmedzená na vnímanie polí so silou nie väčšou ako niekoľko milivoltov na centimeter.

Preto je potrebné rozlišovať medzi 1) necitlivými (slabo citlivými) na elektrické polia a 2) vysoko citlivými (elektrosenzitívnymi) rybami, ktoré majú špecializované elektroreceptory schopné vnímať slabé elektrické prúdy v prirodzenom prostredí s intenzitou od stotín po jednotky mikrovoltov. na centimeter. Schopnosť vnímať zmeny intenzity elektromagnetických polí vo vodnom prostredí pomáha týmto rybám nájsť korisť, orientovať sa vo vesmíre, komunikovať v stáde a uniknúť z nebezpečnej zóny počas prírodných katastrof.

Medzi veľmi citlivých zástupcov ichtyofauny našich nádrží patrí jeseter a sumec. Je zaujímavé, že pri štúdiu stupňa citlivosti rôznych sladkovodných rýb na účinky elektrického prúdu sa ukázalo, že najväčšiu citlivosť mala šťuka, najmenej lieň a lieň, čo sa vysvetľuje prítomnosťou hrubej vrstvy hlienu v druhom z nich. , čo znižuje schopnosť kožných receptorov vnímať slabé elektrické polia.

Elektroekológovia zistili, že najmenej 300 z moderných 20,9 tisíc druhov rýb dokáže vo svojom živote využívať elektrické polia. A nielen ho používať, ale aj vytvárať „vlastnými rukami“! Napríklad koncom 80. – začiatkom 90. rokov. skupina vedcov z Ústavu evolučnej morfológie a ekológie zvierat Ruskej akadémie vied dokázala, že čiernomorské rejnoky rodu Raja (morské líšky) môžu vysielať a prijímať vlastné elektrické signály na vzdialenosť až 7-10 metrov, čo výrazne prevyšuje schopnosť týchto chrupavkovitých rýb komunikovať pomocou iných vzdialených zmyslových orgánov (Baron et al., 1985, 1994).

Vnímanie elektrických (elektromagnetických) polí rybami. Slabé elektrické prúdy a magnetické polia sú vnímané hlavne receptormi rybej kože. Početné štúdie ukázali, že takmer u všetkých slabo a silne elektrických rýb slúžia deriváty orgánov laterálnej línie ako elektroreceptory. U žralokov a rají vykonávajú elektrorecepčnú funkciu takzvané Lorenziniho ampulky - špeciálne hlienové žľazy v koži.

Silnejšie elektromagnetické polia pôsobia priamo na nervové centrá vodných organizmov.

Slabo elektrické ryby majú vysokú citlivosť na elektrické polia, čo im umožňuje nájsť a rozlíšiť predmety vo vode, určiť slanosť vody a využiť výboje iných rýb na informačné účely v medzidruhových a vnútrodruhových vzťahoch. Napríklad sumec obyčajný Silurus glanis má vysoko citlivý elektroreceptívny systém, ktorý vníma prúdovú hustotu 10-10 A/mm, t.j. riečny gigant je schopný zaznamenať vybitú „prstovú“ batériu vo vzdialenosti 2-4 metrov!

Elektrické polia jednosmerného prúdu ryby vnímajú vo forme motorickej reakcie: pri zapnutí alebo vypnutí prúdu sa trasú. Ak sa intenzita poľa zvýši, sladkovodné ryby zažijú obrannú reakciu: ryby sú veľmi vzrušené a snažia sa odplávať z akčnej zóny poľa. U študovaného karasa, šťuky, ostrieža, mienky a jesetera sa rytmus dýchania prudko zvýšil. Je pozoruhodné, že na rovnaký druh rýb reagujú väčšie jedince na prúd skôr a silnejšie ako menšie.

Ak sa intenzita poľa naďalej zvyšuje, nastáva anodická reakcia (ryba sa pohybuje smerom k anóde), po ktorej ryba stráca rovnováhu, pohyblivosť a prestáva reagovať na vonkajšie podnety – pozoruje sa elektroneskóza. Ešte väčšie zvýšenie sily poľa vedie k tomu, že sa v krvi rýb objaví značné množstvo acetylcholínu, ktorý blokuje normálny priebeh dýchania a činnosť nervového systému, čo v konečnom dôsledku vedie k smrti rýb (Protasov, 1972).

Striedavý prúd spôsobuje u rýb silnejšie vzrušenie ako prúd jednosmerný. Po jeho vplyve sa ryba dlho nemôže „spamätať“ – je v stave elektrohypnózy.

V pulzných elektrických poliach je správanie rýb ešte zložitejšie a rozmanitejšie a ich reakcie závisia od frekvencie, tvaru a trvania pulzov.

Vodné organizmy a elektrické vedenia vysokého napätia. Rozvoj energetiky viedol k rozsiahlej distribúcii vysokonapäťových vedení striedavého prúdu s napätím 500 kV (tzv. elektrické vedenia-500). Tiahnu sa mnoho kilometrov, cez polia, porasty, lúky a rybníky. V oblasti elektrického vedenia je vždy zvýšené elektromagnetické pozadie, ktoré má silný vplyv na prirodzenú flóru a faunu. Sila elektrického poľa na povrchu zeme alebo vody pod elektrickým vedením-500 (napriek vzdialenosti 10-15 metrov od vodičov) môže dosiahnuť 100-150 V/cm (Bondar, Chastokolenko, 1988 atď.)

V súčasnosti je problematika vplyvu elektrického vedenia na vodné systémy veľmi slabo preštudovaná a výskum tohto problému sa začal realizovať až začiatkom 80. rokov 20. storočia. Je známe, že vedenia vysokého napätia, pretínajúce prírodné a umelé nádrže, indukujú vo vodnom prostredí elektrické polia rôznej veľkosti.

Podľa V.R. Protasova (1982) intenzita elektrických polí striedavého prúdu generovaných vzdušnými prechodmi elektrického vedenia dosahuje 50 mV / cm, podvodné prechody (káblové vedenia) - viac ako 50 mV / cm a hustota prúdu vo vode dosahuje 10. μA/ mm2. Takéto potenciálne gradienty môžu vytvárať nepriaznivé abiotické pozadie vo vodnom prostredí, pretože sa blížia k prahu excitačnej reakcie väčšiny neelektrických rýb. Mimochodom, pri takejto hustote prúdu v nádrži začína smrť niektorých hydrobiontov, napríklad sladkovodnej hydry.

Elektromagnetické polia (EMF) vytvorené elektrickými vedeniami sú porovnateľné s prahmi citlivosti rýb, ktoré majú elektroreceptory. EMF je schopný vytlačiť veľa rýb a bezstavovcov zo zóny indukovaných elektrických prúdov. Vedenie vysokého napätia môže predstavovať veľké nebezpečenstvo v oblasti, kde sa pretínajú neresiská cenných druhov rýb a počas neresenia jesetera. Napríklad lopúcht vykazuje vyhýbaciu reakciu pri sile elektrického poľa 15 μV/cm (Kalmijn, 1974), t.j. ešte pred vstupom do zóny indukovaných elektrických polí.

Neznamená to však, že všetky ryby sa vyhýbajú vodným plochám, po ktorých prechádzajú elektrické vedenia. Autor tohto článku osobne pozoroval, ako sa v lete 1995 na veľkom stepnom rybníku v Kirovogradskej oblasti (Ukrajina) v hlbokej diere pod elektrickým vedením-500 ulovila takmer 10 kg vážiaca šťuka, ktorá tam nepochybne žila. (a nie odniekiaľ plávať!) To navyše, že dravec patrí medzi ryby s najväčšou citlivosťou na účinky elektrického prúdu.

Keď sa vzďaľujete od elektrického vedenia, intenzita elektrického poľa prudko klesá, takže môžeme hovoriť o obmedzenej zóne elektromagnetického znečistenia nádrže širokej nie viac ako 15-20 metrov. Aj keď v rozsahu veľkej rieky alebo jazera môže byť zóna elektromagnetického negatívneho vplyvu meraná v stovkách metrov štvorcových.

Podľa novosibirských vedcov pri bežnej prevádzke nadzemných elektrických vedení môže hustota prúdu nebezpečná pre ryby byť generovaná iba elektrickým vedením 750 a vyšším (Voitovich, 1998). Pri ukladaní podmorských káblov je intenzita elektromagnetického poľa nízka, ak sú fázy položené v trojuholníku v priekope vykopanej na dne nádrže (Danilov et al., 1991).

Odborníci z Novosibirska navrhli minimalizovať negatívny vplyv na ichtyocenózy znížením výkonu prenášaného nadzemnými a podvodnými elektrickými vedeniami v kľúčových obdobiach života rýb – počas migrácie a trenia; zvýšenie hrúbky obrazovky a panciera na trojosových káblových podmorských vedeniach.

Hydrobionty a elektrorybolov. V mnohých nádržiach SNŠ sa používa elektrický rybolov. Najproduktívnejším elektrickým rybárskym výstrojom sú elektrifikované vlečné siete, pri prevádzke ktorých vznikajú výrazné elektromagnetické polia. Elektrické vlečné siete sa systematicky používajú na nádržiach Horná Volga (vrátane Gorkého a Rybinska), v regiónoch Kostroma a Ivanovo.

Práca využíva elektrorybársky komplex ELU-6M, využívajúci pulzný elektrický prúd s napätím 450 V a frekvenciou 20 až 70 Hz (Aslanov, 1996).

Na jeseň 1998 Ústav biológie vnútrozemských vôd Ruskej akadémie vied (dedina Borok) za účasti predstaviteľov manažmentu povodia Verchnevolzhrybvod a Geofyzikálneho observatória Ústavu fyzikálnych vied Ruskej akadémie vied vykonali komplexné štúdie environmentálnych dôsledkov používania ELU-6M na nádrži Gorkij.

Experimentálne vlečné siete so zapnutými a vypnutými elektrickými vlečnými sieťami vykazovali vyššiu efektivitu lovu elektrickými vlečnými sieťami v porovnaní s konvenčným rybolovom. Svetové skúsenosti s prevádzkou elektrorybolovných systémov v moriach a sladkých vodách ukazujú, že elektrické pole zvyčajne zvyšuje lovnosť vlečnej siete o 2 – 70 % (niekedy aj o viac ako 200 %)! Hlavný efekt elektrifikácie vlečných sietí sa dosahuje vďaka dezorientácia rýb, zníženie ich pohyblivosti, vzhľad depresie, vyháňanie rýb z dna, zadržiavanie ulovených rýb vo vaku zaťahovacej siete.

Početné experimenty ukázali, že elektrické vlečné siete majú pozitívny vplyv na veľkostné zloženie ulovených rýb: veľké exempláre sú citlivejšie na účinky elektrického prúdu a je pravdepodobnejšie, že skončia v rybárskom výstroji.

Vedci zistili, že lovnosť dvojitej vlečnej siete vo večerných a nočných hodinách v porovnaní s dennými hodinami bola o 296 – 369 % vyššia. Najčastejšie boli do elektrickej vlečnej siete ulovené pleskáče, zubáče, šťuky, bolesy, idey, plotice a mreny, ktoré indukované elektrické polia prakticky ignorovali, šabľa, karas strieborný, belorítok a jalovec; neboli zachytené v rybárskom výstroji). Okrem toho bol karas strieborný častejšie pozorovaný v konvenčnej vlečnej sieti ako v elektrifikovanej.

Zaujímavé údaje o prežití a schopnosti plávania rýb po vystavení silnému elektrickému poľu. Pri denných a nočných vizuálnych pozorovaniach vodnej hladiny (Gorského priehrada) na vodnej ploche dlhej viac ako 15 km za elektrickou vlečnou sieťou neboli nájdené žiadne uhynuté ryby len 2,6 % z celkového počtu ulovených rýb vyplávalo na hladinu v a stav elektronickej anestézie (malá asp, šabľa a bezútešná ). Úplná obnova schopnosti plávania rýb nastala okamžite. Okrem toho sa menšie ryby zotavovali z vystavenia elektrickému poľu oveľa rýchlejšie ako väčšie. Napríklad u 30-centimetrových žriebät trvala regenerácia niekoľko sekúnd a u 43-47-centimetrových viac ako 6 minút.

Analýza vzoriek zooplanktónu a zoobentosu preukázala absenciu negatívnych účinkov elektrického poľa na vodné bezstavovce (Izvekov a Lebedeva, 2001).

Väčšina literárnych údajov uvádza, že pri dodržaní rybárskeho poriadku a návodu na obsluhu ELU má elektrické pole na ryby prevažne dezorientačný účinok a nevedie k úhynu rýb ani k dlhodobému zhoršeniu plaveckých schopností. .

„Účinok elektrického prúdu na ryby sa vysvetľuje odlišnou elektrickou vodivosťou vody a tela ryby: telo ryby je akýmsi vodičom spájajúcim body elektrického poľa s rôznymi potenciálmi z bodu s vyšším potenciálom do bodu s nižším Zároveň sila prúdu úmerná dĺžke ryby.“

Trochu nečakané potvrdenie údajov získaných ruskými vedcami dostali pracovníci Inštitútu biológie Dnepropetrovskej národnej univerzity (Ukrajina). Koncom júla 2003 bola expedičná skupina ichtyológov svedkom úderu blesku v lužnom jazere neďaleko Dnepra. O päť minút neskôr boli vedci na mieste činu. Okamžite indukované silné elektromagnetické pole uviedlo do elektronarestézie viac ako 30 pleskáčov (od 1 do 2,2 kg) a tolstolobika s hmotnosťou viac ako 31 kg. Medzi postihnutými rybami na hladine ani na dne neboli žiadne malé ryby, tým menej plôdik, ktorý sa hojne kŕmil v plytkých vodách. V dôsledku toho sa citlivosť veľkých jedincov na elektrické polia ukázala byť rádovo vyššia ako citlivosť malých zvierat.

Elektrické pytliactvo. Priemyselný elektrický rybársky výstroj vyvinuli vedci niekoľko desaťročí, prahové hodnoty intenzity elektrického poľa, vplyv používania elektrických vlečných sietí na vodné systémy a dráždivosť mnohých druhov rýb pri rôznych silách elektrického poľa vo vode; určený. Až po dôslednom vedeckom výskume bolo takéto rybárske náčinie odporúčané na používanie v niektorých prírodných vodných plochách.

Princíp fungovania „elektrickej rybárskej tyče“, ktorú používajú pytliaci, je založený na porážke akejkoľvek ryby prahovými hodnotami intenzity elektrického poľa. „Nástroj“ pozostáva z podberáka, ku ktorému sú pripojené vodiče z batérie a transformátor-konvertor, čo zvyšuje výboj z pólov batérie 50-150 krát alebo viac. V skutočnosti má „elektrický rybársky prút“ na výstupe až 1000-1500 V, polomer „práce“ v závislosti od zloženia soli a minerálov vody je až 10-12 metrov.

Keď je zariadenie zapnuté vo vode, intenzita elektrického poľa môže dosiahnuť 150-250 mV/cm a prúdová hustota vo vode presahuje 30 μA/mm2. Takéto potenciálne gradienty sú deštruktívne pre všetky živé veci pod vodou. Elektrický šok u rýb vedie k okamžitej kontrakcii všetkých svalov, v dôsledku čoho sa zlomí chrbtica, praskne plávací mechúr a dochádza ku krvácaniu do vnútorných orgánov rýb. Zvieratá chytené priamo v epicentre „elektrického rybárskeho prútu“ uhynú takmer okamžite, tie, ktoré boli v momente zásahu elektrickým prúdom na periférii, dostanú silný šok a na niekoľko minút zamrznú v omámení. Až 70 % rýb v epicentre trpí prasknutím plávacieho mechúra a utopí sa, pričom dno nádrže pokryje silnou vrstvou.

Takéto obrázky pozorovali ponorky na nádržiach Dnepra viac ako raz.

Mimochodom, ryby, ktoré mali to šťastie, že odplávali z postihnutej oblasti a siete pytliaka, nemajú možnosť trieť niekoľko sezón kvôli zrastom vytvoreným v genitálnom trakte. V júli 2001 na nádrži Dneprodzeržinsk amatérski rybári O. Starushenko, S. Zuev, R. Novitsky vyzdvihli z hladiny umierajúceho 17-kilogramového kapra. Anatomická analýza ukázala, že ryba bola pravdepodobne obeťou elektrického pytliactva: vo vnútornej dutine bolo viac ako 6 kg ikier, ktoré ryby nemohli vytrieť kvôli notoricky známym zrastom vo vajcovodoch, boli zaznamenané početné krvácania na gonádach iné orgány.

Vzhľadom na to, že škody spôsobené na prírode elektrickým pytliactvom sú obrovské a nedajú sa presne vypočítať, v súčasnosti sa takýto „rybolov“ podľa platnej legislatívy rovná trestným činom...

R. Novitsky, kandidát biologických vied, docent Katedry zoológie a ekológie Dnepropetrovskej národnej univerzity. Profesionálny ichtyológ.

"Športový rybolov č. 2 - 2004"

Pozor!

Článok z webovej stránky " Kaliningradský rybársky klub"



Po dlhú dobu sa všeobecne uznávalo, že elektrické javy hrajú dôležitú úlohu v živote iba tých rýb, ktoré majú elektricky generujúce a elektricky snímacie orgány. Sú to, ako už bolo spomenuté, silne elektrické a slabo elektrické ryby, ako aj tie druhy, ktorým chýbajú špeciálne orgány, ktoré produkujú elektrické výboje, no zároveň majú orgány elektrosenzitivity – elektroreceptory. Patria sem žraloky, raje, chiméry, všetky jesetery, ale aj sumce a množstvo exotických rýb ako pľúcnik, africký polypterus a napokon známy coelacanth. Je jasné, že z celého tohto zoznamu je pre nás zaujímavý jedine sumec.

Všetky ostatné ryby, a medzi ne patria aj všetky naše tradičné „rybárske“ druhy, nemajú žiadne špeciálne orgány na vnímanie elektrických polí a pri preberaní témy elektriny v učebniciach ichtyológie sa vôbec nespomínajú. Aspoň v žiadnej mne známej príručke, domácej ani zahraničnej, vrátane posledných rokov vydania, som takéto odkazy nenašiel.

Medzitým existuje niekoľko špeciálnych experimentálnych štúdií, ktoré ukazujú, že mnohé „neelektrické“ druhy sú po prvé schopné okolo seba generovať slabé elektrické polia a po druhé, majú schopnosť snímať elektrické pole a odhadovať jeho parametre. Ďalšia vec je, že stále nie je jasné, ako pomocou ktorých zmyslových orgánov to robia.

Prečo sa tieto výsledky neobjavili na stránkach učebníc je iná otázka, ale máme právo usúdiť, že elektrina je jedným z faktorov ovplyvňujúcich správanie nielen silne či slabo elektrických rýb, ale vôbec všetkých rýb, vrátane tých, ktoré ty a ja chytáme. Preto táto téma priamo súvisí s rybolovom (aj keď neberiete do úvahy elektrický rybársky prút).

Rybie polia - "neelektrické"

Prvýkrát slabé elektrické pole neelektrickej ryby zaznamenali u mihule morskej Američania Klierkoper a Sibakin v roku 1956. Pole bolo zaznamenané špeciálnym zariadením vo vzdialenosti niekoľkých milimetrov od tela mihule. Rytmicky sa objavovalo a mizlo synchrónne s dýchacími pohybmi.

V roku 1958 sa ukázalo, že okolo riečneho úhora môže vzniknúť aj elektrické pole silnejšie ako pole mihule. Napokon, od 60. rokov 20. storočia bola u mnohých morských a sladkovodných druhov preukázaná schopnosť rýb, ktoré sa predtým považovali za neelektrické, emitovať slabé elektrické výboje.

Dnes teda niet pochýb o tom, že všetky ryby bez výnimky vytvárajú okolo seba elektrické polia. Okrem toho sa u mnohých druhov merali parametre týchto polí. Niekoľko príkladov výbojových hodnôt neelektrických rýb je uvedených v tabuľke v spodnej časti stránky (merania boli vykonané vo vzdialenosti cca 10 cm od ryby).

Elektrickú aktivitu rýb sprevádzajú stále a pulzujúce elektrické polia. Konštantné pole ryby má charakteristický vzor - hlava vo vzťahu k chvostu je kladne nabitá a potenciálny rozdiel medzi týmito oblasťami sa u rôznych druhov pohybuje od 0,5 do 10 mV. Zdroj poľa sa nachádza v oblasti hlavy.

Pulzné polia majú podobnú konfiguráciu, vytvárajú sa výbojmi s frekvenciou od zlomkov hertzov po jeden a pol kilohertz.

Citlivosť rýb - "neelektrické"

Citlivosť na elektrické polia sa medzi rôznymi druhmi rýb bez elektroreceptorov značne líši. Pre niektorých je pomerne nízka (v desiatkach milivoltov na centimeter), pre iných je porovnateľná s citlivosťou rýb, ktoré majú špeciálne elektrické zmyslové orgány. Napríklad úhor americký v sladkej vode vníma pole len 6,7 μV/cm. Tichomorské lososy v morskej vode sú schopné snímať pole 0,06 µV/cm. Zhruba prepočítané, berúc do úvahy väčší odpor sladkej vody, to znamená, že v sladkej vode sú lososy schopné vnímať približne 6 µV/cm. Náš sumec obyčajný má tiež veľmi vysokú elektrosenzitivitu. Schopnosť vnímať slabé elektrické polia bola preukázaná aj u druhov ako kapor, karas, šťuka, lipne a mieň.

Podľa väčšiny vedcov zohrávajú úlohu elektroreceptorov vo všetkých týchto rybách orgány laterálnej línie. Túto otázku však nemožno považovať za definitívne vyriešenú. Môže sa ukázať, že ryby majú nejaké iné mechanizmy, ktoré im umožňujú vnímať elektrinu, a o ktorých si ešte ani neuvedomujeme.

Elektrický svet

Dospeli sme teda k záveru, že všetky ryby, aj keď v rôznej miere, majú elektrickú citlivosť a všetky ryby opäť v rôznej miere vytvárajú okolo seba elektrické polia. Máme preto všetky dôvody domnievať sa, že ryby nejakým spôsobom využívajú tieto elektrické schopnosti vo svojom každodennom živote. Ako a v ktorých oblastiach života to dokážu? V prvom rade si všimneme, že elektrosenzitivitu využívajú ryby (úhor, sleď, losos) na orientáciu v oceáne. Okrem toho majú ryby vyvinutý elektrický komunikačný systém – vzájomná interakcia na základe výmeny elektrických informácií. Používa sa to počas trenia, pri agresívnych interakciách (napríklad pri obrane vlastného územia) a tiež na synchronizáciu pohybov rýb v kŕdli.

Nás ale viac zaujímajú tie aspekty, ktoré s rybolovom priamo súvisia – hľadanie potravy, rozlišovanie jedlých a nejedlých predmetov.

V prvom rade musíme mať na pamäti, že elektrické polia okolo seba nevytvárajú len ryby, ale aj iné živočíchy, vrátane organizmov, ktorými sa ryby živia. Napríklad slabé elektrické pole vzniká v bruchu plávajúceho amfipodu. Pre ryby sú takéto polia cenným zdrojom informácií. Všeobecne sú známe pokusy so žralokmi, ktoré ľahko nájdu a pokúsia sa vykopať miniatúrny elektrický generátor zahrabaný v piesku, simulujúci svojimi výbojmi bioprúdy rýb.

Ale to sú žraloky. Zaujímajú sa sladkovodné ryby o elektrické polia? Veľmi zaujímavé a poučné pokusy v tomto smere sa uskutočnili už v roku 1917 s americkým sumcom Amyurs. Autori týchto experimentov sa zaoberali zapichovaním tyčiniek z rôznych materiálov - skla, dreva, kovu - do akvária s Amiuros. Ukázalo sa, že sumec pocítil prítomnosť kovovej tyče zo vzdialenosti niekoľkých centimetrov a napríklad na sklenenú tyč reagoval len pri dotyku. Amiurus teda cítil slabé galvanické prúdy, ktoré vznikali, keď bol kov umiestnený do vody.

Ešte zaujímavejšie je, že reakcia sumca na kov závisela od intenzity prúdu. Ak bola plocha kontaktu kovovej palice s vodou 5-6 cm2, sumec mal obrannú reakciu - odplával. Ak bol povrch kontaktu s vodou menší (0,9-2,8 cm2), ryby mali pozitívnu reakciu - plávali a „klovali“ v mieste kontaktu kovu s vodou.

Keď čítate o takýchto veciach, je tu veľké pokušenie teoretizovať o ploche prípravku, o bimetalových prípravkoch a rozvlákňovačoch, čo sú v skutočnosti malé galvanické elektrické generátory a podobne. Ale je jasné, že teórie tohto druhu zostanú teóriami a akékoľvek odporúčania na ich základe sú bezcenné. Interakcia rýb s návnadou je veľmi zložitý proces, na ktorom sa podieľa množstvo faktorov a elektrina s najväčšou pravdepodobnosťou nie je tým hlavným z nich. Napriek tomu by sme na to nemali zabúdať. V každom prípade existuje niekoľko príležitostí na fantáziu a experimentovanie s návnadami. Prečo napríklad nepredpokladať, že kovové lyžice, najmä veľké, môžu so sebou niesť príliš silné pole, ktoré ryby nepriťahuje, ale naopak odpudzuje? Koniec koncov, dá sa to odstrániť zakrytím lyžice nejakou priehľadnou zmesou, ktorá nevedie elektrinu.

A ako si nespomenúť na pozoruhodnú skutočnosť, že až do 60. rokov minulého storočia používali fínski a nórski rybári pri love platesy na mori drevené háčiky vyrobené z borievky. Zároveň tvrdili, že platesa sa lepšie chytá na drevený hák ako na kovový. Nie je to otázka elektriny? A tak ďalej – je tu široký priestor na zamyslenie.

Ale vráťme sa k rybám. Ako bolo spomenuté na začiatku tohto článku, okrem vnímania elektrických polí iných ľudí môžu ryby prijímať informácie o svojom okolí zmenou parametrov vlastného poľa. Koniec koncov, každý predmet, ktorý spadne do rybieho poľa, ak sa líši elektrickou vodivosťou od okolitej vody, nevyhnutne zmení konfiguráciu tohto poľa. Existuje množstvo štúdií, ktoré dokazujú, že elektrické výboje sa prudko zvyšujú u aktívne kŕmiacich sa „pokojných“ rýb, ako aj u predátorov (napríklad šťuky) v okamihu útoku na korisť. Navyše u nočných a súmrakových predátorov je to výraznejšie ako u denných. Možno to znamená, že v momente zachytávania potravy ryby „zapnú“ ďalšie informačné kanály na dôkladnejšiu analýzu situácie? „Cítia“ potenciálnu korisť siločiarami svojho poľa? Vedci skôr či neskôr na túto otázku odpovedia, no nemusíme na to čakať – túto možnosť môžeme mať na pamäti. Teda pochopiť, že ryba vie o elektrických vlastnostiach našej návnady vedieť oveľa viac, než predpokladáme, a čo je najdôležitejšie, ako o nej vieme my sami. Napríklad som si takmer istý, že dravce pri útoku na vobler dokonale „rozumejú“, že táto „ryba“ je vyrobená z nejakého zvláštneho materiálu – mení konfiguráciu ich poľa inak ako skutočná ryba. Ovplyvňuje to rozhodnutie predátora jesť alebo nejesť? Je to celkom možné, najmä ak nie je príliš hladný.

Trochu poézie na záver

Upozorňujúc čitateľov na elektrickú stránku života rýb, absolútne by som nechcel, aby to niekomu vnuklo myšlienku využiť elektrickú citlivosť rýb na vytvorenie nejakého druhu „bezpečnej“ návnady, ktorá by na tomto základe ryba by vždy brala za akýchkoľvek podmienok. Pokusy tohto druhu nielen v „elektrickom poli“ sa pravidelne objavujú na obzore. Buď elektrické odstredivky alebo „chutné silikóny“, ktoré sa dravec nielenže nesnaží vypľuť, ale naopak, ponáhľa sa ich prehltnúť. Konečne šikovné aktivátory záberu, ktoré v rybe vytvoria neodolateľný pocit hladu bez ohľadu na to, či je hladná alebo sýta.

A to je len niekoľko príkladov. Tempo rozvoja vedy a techniky je také, že je celkom možné očakávať, že sa na trhu objaví skutočne „fail-safe“ výstroj, ktorý zachytí vždy a všade a čo je najdôležitejšie, bez ohľadu na zručnosti a znalosti človeka. kto ho používa. Je tu čisto etická a možno aj estetická línia, za ktorou rybárčenie prestáva byť rybárstvom.

Preto pre tých, ktorí majú nadmernú inklináciu k tomuto druhu vývoja, chcem pripomenúť jednoduchý, dobre známy fakt. Takéto vybavenie „bezpečné pri poruche“ už bolo vynájdené a plne sa používa. Toto je elektrický rybársky prút.

Vyskytujú sa napríklad v mnohých rastlinách. Ale najúžasnejším nositeľom tejto schopnosti sú elektrické ryby. Ich dar produkovať silné výboje nie je dostupný pre žiadny iný živočíšny druh.

Prečo ryby potrebujú elektrinu?

Starovekí obyvatelia morského pobrežia vedeli, že niektoré ryby môžu silne „poraziť“ osobu alebo zviera, ktoré sa ich dotklo. Rimania verili, že v tejto chvíli obyvatelia hlbín uvoľnili nejaký silný jed, v dôsledku čoho obeť zažila dočasnú paralýzu. A až s rozvojom vedy a techniky sa ukázalo, že ryby majú tendenciu vytvárať elektrické výboje rôznej sily.

Ktorá ryba je elektrická? Vedci tvrdia, že tieto schopnosti sú charakteristické pre takmer všetkých predstaviteľov menovaných druhov fauny, len vo väčšine z nich sú výboje malé, viditeľné iba pomocou výkonných citlivých zariadení. Používajú ich na vzájomný prenos signálov – ako prostriedok komunikácie. Sila vysielaných signálov vám umožňuje určiť, kto je kto v prostredí rýb, alebo, inými slovami, zistiť silu vášho súpera.

Elektrické ryby používajú svoje špeciálne orgány na ochranu pred nepriateľmi, ako zbrane na zabíjanie koristi a tiež ako lokátory.

Kde je elektráreň rýb?

Elektrické javy v tele rýb zaujali vedcov zaoberajúcich sa prírodnými energetickými javmi. Prvé experimenty na štúdium biologickej elektriny uskutočnil Faraday. Pre svoje experimenty využíval rejnoky ako najsilnejších výrobcov nábojov.

Jedna vec, na ktorej sa všetci výskumníci zhodli, je, že hlavnú úlohu v elektrogenéze majú bunkové membrány, ktoré sú schopné distribuovať pozitívne a negatívne ióny v bunkách v závislosti od excitácie. Modifikované svaly sú navzájom zapojené do série, ide o takzvané elektrárne, a spojivové tkanivá sú vodiče.

Telá „produkujúce energiu“ môžu mať veľmi odlišné typy a umiestnenia. Takže u rejnokov a úhorov sú to obličkovité útvary na bokoch, u sloních rýb sú to valcovité vlákna v oblasti chvosta.

Ako už bolo spomenuté, produkcia prúdu v tej či onej mierke je spoločná pre mnohých predstaviteľov tejto triedy, ale existujú skutočné elektrické ryby, ktoré sú nebezpečné nielen pre iné zvieratá, ale aj pre ľudí.

Elektrická hadová ryba

Juhoamerický úhor elektrický nemá s obyčajnými úhormi nič spoločné. Je pomenovaný jednoducho kvôli svojej vonkajšej podobnosti. Táto dlhá, až 3 metre podobná hadovitá ryba s hmotnosťou až 40 kg je schopná generovať výboj 600 voltov! Úzka komunikácia s takouto rybou vás môže stáť život. Aj keď prúd nespôsobí priamo smrť, určite povedie k strate vedomia. Bezmocný človek sa môže udusiť a utopiť.

Elektrické úhory žijú v Amazónii, v mnohých plytkých riekach. Miestne obyvateľstvo, ktoré pozná svoje schopnosti, nevstupuje do vody. Elektrické pole produkované hadou rybou sa rozchádza v okruhu 3 metrov. Zároveň úhor prejavuje agresivitu a môže zaútočiť bez zvláštnej potreby. Robí to zrejme zo strachu, keďže jeho hlavnou stravou sú rybičky. V tomto ohľade živý „elektrický rybársky prút“ nepozná žiadne problémy: uvoľnite nabíjačku a raňajky sú pripravené, obed a večera súčasne.

Stingray rodina

Elektrické ryby – rejnoky – sú zoskupené do troch čeľadí a majú okolo štyridsať druhov. Majú tendenciu nielen vyrábať elektrinu, ale ju aj akumulovať, aby ju mohli ďalej využívať na určený účel.

Hlavným účelom výstrelov je odplašenie nepriateľov a chytanie malých rýb na jedlo. Ak rejnok uvoľní celý svoj nahromadený náboj naraz, jeho sila bude stačiť na zabitie alebo znehybnenie veľkého zvieraťa. Stáva sa to však veľmi zriedkavo, pretože ryba - elektrický rejnok - po úplnom „zatemnení“ zoslabne a je zraniteľný, chvíľu trvá, kým opäť nahromadí energiu. Takže rejnoky prísne kontrolujú svoj systém zásobovania energiou pomocou jednej z častí mozgu, ktorá funguje ako reléový spínač.

Rodina rají alebo elektrických rají sa tiež nazýva „torpéda“. Najväčším z nich je obyvateľ Atlantického oceánu torpédo čierne (Torpedo nobiliana). Tento, ktorý dosahuje dĺžku 180 cm, produkuje najsilnejší prúd. A ak je s ním blízky kontakt, človek môže stratiť vedomie.

Moresbyho lúč a tokijské torpédo (Torpedo tokionis ) - najhlbší predstavitelia svojej rodiny. Nachádzajú sa v hĺbke 1 000 m a najmenší medzi svojimi druhmi je rejnok indický, ktorého maximálna dĺžka je iba 13 cm. Slepý rejnok žije pri pobreží Nového Zélandu - jeho oči sú úplne skryté pod vrstvou koža.

Elektrický sumec

V bahnitých vodách tropickej a subtropickej Afriky žijú elektrické ryby – sumce. Ide o pomerne veľké jedince s dĺžkou od 1 do 3 m. Sumce nemajú radi rýchle prúdy, žijú v útulných hniezdach na dne nádrží. Elektrické orgány, ktoré sú umiestnené na bokoch rýb, sú schopné produkovať napätie 350 V.

Sumec usavý a apatický nerád pláva ďaleko od svojho domova, v noci z neho vylieza na lov, ale nemá rád ani nezvaných hostí. Stretáva sa s nimi svetelnými elektrickými vlnami a s nimi získava svoju korisť. Výboje pomáhajú sumcom nielen loviť, ale aj navigovať v tmavej, kalnej vode. Mäso elektrického sumca je medzi miestnym africkým obyvateľstvom považované za pochúťku.

Nílsky drak

Ďalším africkým elektrickým predstaviteľom kráľovstva rýb je nílsky gymnarch alebo aba-aba. Faraóni ho zobrazovali na svojich freskách. Žije nielen v Níle, ale aj vo vodách Konga, Nigeru a niektorých jazerách. Je to krásna „štýlová“ ryba s dlhým elegantným telom, od štyridsať centimetrov do jeden a pol metra. Nie sú tu žiadne spodné plutvy, ale jedna horná sa tiahne pozdĺž celého tela. Pod ním je „batéria“, ktorá takmer neustále produkuje elektromagnetické vlny 25 V. Hlava gymnarchu nesie kladný náboj a chvost nesie záporný náboj.

Gymnarchovia využívajú svoje elektrické schopnosti nielen na hľadanie potravy a miesta, ale aj pri párovacích hrách. Mimochodom, mužskí gymnarchovia sú jednoducho úžasne fanatickí otcovia. Od kladenia vajec sa nepohnú. A akonáhle sa niekto priblíži k deťom, otec zasype páchateľa paralyzérom natoľko, že sa to nebude zdať veľa.

Gymnarchovia sú veľmi roztomilí - ich predĺžená, dračia papuľa a prefíkané oči si získali lásku medzi akvaristami. Pravdaže, fešák je poriadne agresívny. Z niekoľkých poterov umiestnených v akváriu prežije iba jeden.

Morská krava

Veľké vypúlené oči, večne otvorené ústa orámované ofinou a predĺžená čeľusť spôsobujú, že ryba vyzerá ako večne nespokojná mrzutá starenka. Ako sa volá elektrická ryba s takýmto portrétom? rodina pozorovateľov hviezd. Prirovnanie s kravou evokujú dva rohy na jej hlave.

Tento nepríjemný jedinec trávi väčšinu času zahrabaný v piesku a čaká na prechádzajúcu korisť. Nepriateľ neprejde: krava je ozbrojená, ako sa hovorí, po zuby. Prvou útočnou líniou je dlhý červený jazykozub, ktorým hviezdnik láka naivné ryby a chytá ich bez toho, aby sa čo i len dostal z úkrytu. Ale ak je to potrebné, okamžite vyletí a omráči obeť, kým nestratí vedomie. Druhou zbraňou na sebaobranu sú jedovaté ostne umiestnené za očami a nad plutvami. A to nie je všetko! Tretia výkonná zbraň sa nachádza za hlavou - elektrické orgány, ktoré generujú náboje s napätím 50 V.

Kto je ešte elektrický?

Vyššie popísané nie sú jediné elektrické ryby. Názvy tých u nás neuvedených znejú takto: Peters gnathonema, black knifeworm, mormyra, diplobatis. Ako vidíte, je ich veľa. Veda urobila veľký krok vpred v skúmaní tejto podivnej schopnosti niektorých rýb, no dodnes sa nepodarilo úplne odhaliť mechanizmus akumulácie vysokovýkonnej elektriny.

Liečia ryby?

Oficiálna medicína nepotvrdila, že elektromagnetické pole rýb má liečivý účinok. Ale ľudová medicína oddávna využívala elektrické vlny rají na liečenie mnohých chorôb reumatickej povahy. Na tento účel ľudia chodia v blízkosti a dostávajú slabé otrasy. Takto vyzerá prirodzená elektroforéza.

Obyvatelia Afriky a Egypta používajú elektrické sumce na liečbu ťažkej horúčky. Na zvýšenie imunity u detí a posilnenie ich celkového stavu ich rovníkoví obyvatelia nútia dotýkať sa sumca a tiež im dávajú vodu, v ktorej táto ryba nejaký čas plávala.