在多數人看來，生物可以發電是不可思議的，這就像是一種超能力。不過在你深入了解了相關生物的知識之後，你就會意識到，生物可以進化出放電能力是理所當然的，應該說如果在地球上億個物種中還沒有一個用電的，才是怪事呢。
為什麼這麼說，因為這個地球是所有的動物植物真菌都是由「電」驅動的，運用電是我們所有生物最基本的能力，所以連草履蟲這樣的單細胞原生動物都是依賴它而生存的，所以進化出直接用電攻擊的生物並不需要從頭再來，只要把已經存在的結構稍稍改造一下就好了。
電能轉化學能
首先我們來認識一下細胞膜，它是由雙層磷脂分子構成的，那自然界無數的化合物中為什麼偏偏要用它來組成細胞膜，而且在幾十億年間的進化中並沒有出現新的，取代磷脂組成細胞膜的有機分子，這是為什麼呢？
首先是因為磷脂分子可以自發地形成雙層結構，穩定性好；其次是磷脂分子與蛋白質的相性比較好，可以在其中鑲嵌很多蛋白質；最後是磷脂分子的絕緣性很好，不會輕易漏電。
什麼漏電？細胞還要面臨漏電的問題？是的，而且我們真核生物的有氧呼吸依賴的正是膜系統的「電機」。
線粒體是細胞有氧呼吸的主要場所，還記得生物書的圖不，線粒體中有很多褶皺一般的膜，以前我們不知道這些膜是幹什麼的，但現在我們已經明白了，這些膜就是有氧呼吸的關鍵。被氧化的葡萄糖並沒有直接合成ATP，而是變成了攜帶能量的氫原子，這些氫原子在線粒體內膜上蛋白質的引導下被拆成開並運輸到膜的兩側，膜內是電子，膜外是質子。
我們知道電壓，也就是所謂的電勢差其實就是正負電荷相互吸引的庫侖力產生的，在線粒體內膜的兩側富集了大量的正電荷與負電荷，產生了高達數十萬伏特的電壓，與一片雷雲相當！
質子穿過鑲在膜上的ATP合成酶，帶動酶的軸心轉動，像磨盤一樣將ADP與一個Pi基團壓制在一起變成ATP。令人驚嘆，這就是在所有生物細胞中默默工作了數十億年的生命奇蹟。
化學能轉電能
同樣，有了第一次自然就有第二次，有消耗電能合成ATP的酶，就有消耗ATP產生電能的酶，遍布我們全身的神經細胞就是典型，我們知道神經信號的本質是電信號，所以我們的大腦才能被檢測到腦電波。神經細胞的主要工作準備就是搬運離子，通過消耗ATP，膜上被稱為「離子通道」的蛋白質將鈉與鈣離子搬到細胞外，將鉀離子搬到膜內。
每搬進來兩個鉀離子就要搬出去三個鈉離子，所以細胞外正電荷要多於細胞內，這時的細胞膜內外產生了大約70mv的電勢差，這些電能蓄勢待發，只要一受到刺激，就會立即打開被動離子通道，讓離子們隨著電勢差與濃度梯度移動從而激發信號。
強化電能的必然之路
看，其實神經細胞也已經能完成消耗生物化學能變成電能的工作了，這算是完成了第二步。於是第三步也就順理成章了，只要能將很多可能產生電勢能的細胞串聯起來，就可以將電壓積累到相當可怕的程度，而電鰻所做的也正是第三步。
電鰻的發電細胞是由肌肉細胞改造來的，肌肉的運動也是依賴神經控制與離子電壓差，所以與神經細胞的原理是一模一樣的，連「離子通道」都一模一樣——鈉鉀離子通道。平時這些細胞就將鈉鉀離子泵出細胞。
不過細胞內外的電能怎麼樣才能變成體外的電能呢？電鰻有一個巧妙的解決方案，發電細胞就像磚塊一樣緊密地排列在一起，連接它們的是不導電的脂肪，這樣發電細胞的兩端就被絕緣隔離了，一側光滑一側有豐富的褶皺，變成了一個小電池，這樣的發電細胞在電鰻身體兩側有6000~10000枚。
擁有了這樣巧妙的結構，兩通過特化的神經細胞將它們串起來也就不是難事了，在電鰻的脊髓中有一根充當主導線的主神經細胞，由厚厚的、絕緣的髓鞘細胞包裹著，正極通到下巴，負極通往尾巴，把所有連接發電細胞的小神經匯總到一起。
當需要的時候，電鰻大腦中發出信號給發電細胞，不過只打開光滑一端的離子通道，打開後鈉離子湧入鉀離子湧出，電勢差在細胞內被中和了。但是本來沒有電勢差的發電細胞兩側出現了離子不平衡，正電荷集中在多褶皺的一側，而負電荷集中在光滑的一側， 它們需要相見但細胞膜與脂肪阻礙了它們，於是電荷只能繞道從電鰻的體外通過，就產生了定向電流啦！
這就是電鰻的發電原理了，是不是還挺好懂的呢？我是酋知魚，一隻不會放電的科學作者，歡迎關注！