Biological Freak: 能產生電流的魚！ 11-02-2018

能產生電流的魚！

一、發電的魚

1. 全世界約26,000種的魚類中，只有300～500種的魚會產生電流。

2. 又可依照這些魚發電量的多寡區分為：

a. 弱電魚(Weakly electric fish)—尾部的發電器官，大約只能產生1伏特(Volt)的電壓，也就是AA電池2/3的電壓，能產生及感覺電場的存在，也可偵測到地球的磁場，司導航及溝通功能。可是電壓太低無法電昏獵物。

圖01. 象鼻魚(elephant nose fish)為弱電魚的代表例。

藍色部份表示電接受器(electroreceptors)的位置；

淺綠色部分為中樞神經系統的位置；

尾部紅色部分為發電器官的位置。

產生的弱電流靈敏到能分辨，埋在河床淤泥下的昆蟲是死是活！

圖片來源：https://asknature.org/strategy/receptor-organs-filter-background-noise/#.W9pPfPZuI2w

圖02. 主要生活於非洲的象鼻魚(elephant nose fish)其中的一種—小口彎頜象鼻魚。

圖片來源：https://slideplayer.com/slide/6230865/20/images/89/小口彎頜+象鼻魚%28Campylomormyrus+phantasticus%29.jpg

b. 強電魚(Strongly electric fish)— 發電器官產生數百伏特的電壓，用來溝通、導航，還可以擊昏獵物。

註：海水中生活的電鰻產生數十伏特的電力，即可擊昏獵物。因為海水中約有3.5％的電解質(主要是氯化鈉=食鹽)，導電性很強。需產生數百伏特電力，以擊昏獵物的是淡水電鰻。

圖03. 電鰻(electric eel,左下圖)、電鰩(electric ray,右圖)及電鯰(electric catfish,左上圖)為強電魚的代表例。

圖中黑色部分是發電器官(electric organ)之位置

圖片來源：https://www.researchgate.net/figure/Electric-organs-of-strongly-electric-fish-occupy-a-large-part-of-the-body_fig1_226213661

3. 直到1970年代，科學家才開始懷疑鯊魚、電鰩可以偵測到微弱電流。如今海洋生物學家已經了解，這種鯊魚、電鰩少數種魚類具有第六覺—電覺（electroreception），可以在視覺、嗅覺、味覺、觸覺與聽覺，都偵測不到獵物的環境，例如污濁的水域、黑暗的海域，甚至藏身沙底，電覺都可以幫助鯊魚、電鰩測得獵物！

圖04. 鯊魚、電鰩以頭部之羅倫茲壺腹(Ampullae of Lorenzini)，偵測獵物肌肉收縮產生的微弱電流，甚至有專家認為能偵測海水溫度變化。

圖片來源：https://slideplayer.com/slide/4316078/

圖05. 鯊魚羅倫茲壺腹(Ampullae of Lorenzini)的開口—淺藍色小圈圈

以及側線(lateral line)—鮮黃色圈圈，在頭部的分布。

圖片來源：https://images.slideplayer.com/25/7658769/slides/slide_106.jpg

How Do Sharks and Rays Use Electricity to Find Hidden Prey? | Deep Look

(鯊魚和電鰩如何利用電力發現隱藏的獵物？｜深入觀察)

3分50秒的短片，介紹電鰩的羅倫茲壺腹的位置與結構。

影片來源：https://www.youtube.com/watch?v=JDPFR6n8tAQ

4. 能形成電流的魚，肌肉細胞特化成可產生電流的電細胞(Electrocytes)，許多電細胞串聯起來，產生一個隨著魚體移動的電場，從電場被外界物體干擾的位置和強度，來判別前進的方向(orientation)和獵物之所在。

5. 電鰻(electric knife fish=electric eel)用產生的電場彼此溝通(communication)。

6. 弱電魚(Weakly electric fish) 尾部具有一個電器官(electric organs)，產生短暫電波建立電場，魚的頭部是電場的正極(positive pole)，尾部是電場的負極(negative pole)，外界物體如果干擾了電場，干擾的訊號會被魚的側線(lateral line)之電接受器(electroreceptor)所接收。