電鰻是一類生活在熱帶雨林區域的特殊生物,它們以可以在水中釋放一定強度的電流著稱,因此得名「水中高壓線」,那麼,電鰻放電的能力有多強,是否可以無限地進行放電,如果不能,中間的間隔需要多長時間,等等,這樣的疑問相信很多人都會有,事實究竟是怎麼樣的呢?下面筆者就簡要分析一下。
電鰻隸屬於骨鰾總目電鰻目電鰻種電鰻屬,雖然名字中有一個「鰻」字,但是它與鰻魚的親緣關係,並沒有鯰魚近,畢竟電鰻和鯰魚均在骨鰾總目分類之下。電鰻主要分布在南美洲亞馬孫河流域的蓋亞那地區,是世界上已經能夠發電魚類(10多種)中發電強度最大的一種生物。它們體型較大,平均在0.8米左右,有的甚至能長到2米以上,體型渾圓粗壯,沒有一般魚類那樣的背鰭和腹鰭,尾部和臀鰭都很長,通常可以達到全身長的4/5。主要以河流中的小型魚類、螃蟹、河蝦、螺類等甲殼動物以及在水中生活的昆蟲為食。
至於電鰻的發電原理,簡單地說,就是利用身體的特殊構造,將生物能轉化為電能釋放出來,而發電的重要器官,則是身體內部一層層的肌肉組織。電鰻除了頭部和尾部末端以外,身體中間佔全身80%的部分,都可以參與到「發電工作」中來。
從電鰻的解剖圖可以看出,這中間的區域由8000片左右的肌肉薄片所組成,這些肌肉薄片是在長期的進化過程中,由正常的肌肉細胞異化而成,每一片肌肉薄片都可以充當放電體,每個放電體之間都有特殊的結締組織相隔,在肌肉薄片中還分布著許多神經纖維,可以直通電鰻的中樞神經系統。在正常情況下,每個肌肉薄片放電的強度為150毫伏左右,正是這些上萬片的肌肉薄片在身體內的串聯,頭部和尾部分別充當負極和正級,使得電鰻整體上具備了可以釋放500伏特的電壓。
電鰻並非時刻都能夠釋放這麼高的電壓,畢竟每釋放一次電,都需要消耗身體的能量,要維持機體的穩定和健康,不到萬不得已是不會這麼集中釋放的,有兩種情況能夠促使其釋放強大的電壓,一是遇到幹擾使其感受到威脅時,另一個就是因飢餓的捕食需要。不同種類的電鰻,其釋放電壓的能力也不盡相同,比如生活在亞馬孫河流域的美洲電鰻,最高放電電壓可以達到850伏特,每秒可以放電50次左右,這麼高的電壓、這麼快的放電頻率,即使是身形巨大、性情兇猛的凱門鱷都會被電暈,所以亞馬孫河流域的電鰻,屬於水中無敵的存在,處於食物鏈的頂端。而生活在非洲大陸河水中的非洲電鰻,其放電電壓只能達到200伏特左右,殺傷力雖然也挺強,但與美洲電鰻相比不是一個數量級的。
就像電池長時間放電,其電壓也會降低的原因一樣,電鰻並不能長時間地持續高強度放電生理功能,身體的能量消耗跟不上。據有關人員研究發現,電鰻一次高強度放電的時間僅能持續15秒以內,而且在這15秒內放電的電壓逐漸遞減,直至暫時失去放電功能。然後電鰻需要通過進食和休息恢復體內的能量,大約相隔半個小時左右,就重新恢復向外放電的能力了,不過如果在這麼短的時間內再次放電,那麼放電電壓不會達到其放電能力的頂峰,要弱很多,休息的時間越長,它們恢復放電的能力和強度就會越高。
那麼,是否在電鰻放電的間隔期內,它們身體一點電也不放呢?其實也不然。因為電鰻的眼鏡已經高度退化,在比較混濁的河水中它們是很難看清周圍的環境的,那麼為了高效地探知周圍環境中是否存在危險、是否有可以捕食的對象,就需要開發出另外的功能來彌補視力的不足,那麼這個特殊的功能就是利用微弱的電流來感知,有點類似蝙蝠回聲定位的效果,只是原理不一樣而已。
所以,可以這麼去理解,電鰻是能夠持續釋放微弱的電流的,這是生存的需要,而高強度的放電是不可持續的,只是在遇到危險和捕食時才釋放這個技能,通常最多只能維持15秒,此後需要經過一定時間的休息和進食才能再次放電。