Ryba która razi prądem – jak działa, gdzie występuje?

Masz w krzyżówce hasło „ryba która razi prądem” i nie wiesz, co wpisać? A może po prostu ciekawi cię, jak to możliwe, że zwierzę działa jak żywa bateria? Z tego tekstu dowiesz się, jak działa taka ryba, gdzie żyje i jakie inne stworzenia potrafią używać prądu.

Jaka ryba razi prądem i jak się nazywa?

W teleturniejach i krzyżówkach pytanie o rybę rażącą prądem pojawia się bardzo często. W „Awanturze o kasę” w Polsacie padło nawet dokładne zadanie: która ryba potrafi porazić prądem o napięciu ponad 600 V i natężeniu 1 A? Odpowiedź, która interesuje fanów zagadek słownych, brzmi: strętwa. W języku potocznym nazywa się ją też węgorzem elektrycznym, choć z prawdziwymi węgorzami jest jedynie odlegle spokrewniona.

Strętwa to długa, podłużna ryba, wyglądem rzeczywiście przypominająca węgorza. W krzyżówkach pojawia się najczęściej właśnie jako „ryba rażąca prądem” lub „elektryczny węgorz z Amazonii”. Warto więc zapamiętać oba warianty, bo raz w kratkach zmieści się „strętwa”, a innym razem „węgorz elektryczny”. Dla biologów nazwa naukowa tej ryby to Electrophorus electricus, ale w codziennym języku rządzi krótkie, dobitne „strętwa”.

Jak silny prąd wytwarza strętwa?

Opowieści o prądzie wytwarzanym przez tę rybę nie są przesadą. Badania prowadzone m.in. przez prof. Kennetha Catanię z Vanderbilt University w Tennessee pokazały, że pojedynczy impuls strętwy może osiągać napięcie nawet około 600 woltów. To mniej więcej trzy razy więcej niż napięcie w standardowym gniazdku elektrycznym w domu. Natężenie sięga nawet około 1 ampera, co dla mniejszych zwierząt bywa śmiertelne.

Dla człowieka taki impuls jest skrajnie nieprzyjemny i może doprowadzić do utraty przytomności, szczególnie jeśli kilka wyładowań nastąpi jedno po drugim. Z kolei dla ryb, płazów czy małych ssaków żyjących w wodzie bywa to zwyczajnie wyrok. Strętwa dzięki temu atakowi potrafi zarówno się bronić, jak i skutecznie polować w mętnej wodzie.

Czy węgorz elektryczny może wyskoczyć z wody?

Przez lata opowieści o agresywnych elektrycznych węgorzach traktowano jak legendy. Słynny podróżnik Alexander von Humboldt już w 1800 roku opisywał scenę, w której strętwy wyskakiwały z mulistej wody Amazonii i rzucały się na konie przeprawiające się przez rzekę. Zwierzęta dostawały silnych drgawek, wpadały w panikę, a ich cierpienie zrobiło na uczonym tak duże wrażenie, że od razu naszkicował całą scenę w notatniku.

Przez dwieście lat wielu zoologów traktowało tę relację jak fantazję podróżnika. Dopiero eksperymenty prof. Catanii potwierdziły, że strętwy rzeczywiście potrafią atakować częściowo nad powierzchnią. Badacz zanurzał w akwarium ze strętwą sztuczną rękę z wmontowanymi diodami LED. Gdy ryba była całkowicie pod wodą, prawie nic się nie działo. Kiedy jednak „zauważyła” intruza, wynurzała się i przyciskała do ręki, a diody zapalały się jedna po drugiej jak światełka na choince.

Strętwa, która wynurza się i dotyka ofiary większą powierzchnią ciała, potrafi skoncentrować przepływ elektronów i uderzyć znacznie silniej niż podczas zwykłego wyładowania w wodzie.

Stąd już tylko krok do zrozumienia relacji Humboldta: jeśli kilka dużych ryb jednocześnie podskakuje w płytkiej wodzie i razi konie mocnymi impulsami, efekt może wyglądać jak z brutalnego filmu przyrodniczego, a nie jak spokojna obserwacja przyrody.

Gdzie występuje ryba rażąca prądem?

Strętwa nie pływa w Bałtyku ani w polskich jeziorach. Ten gatunek jest związany z jedną częścią świata. Żyje w Ameryce Południowej, głównie w dorzeczu Amazonki oraz Orinoko. Jej naturalnym środowiskiem są muliste wody, zalewiska i rozlewiska, często bardzo mętne, z ograniczoną widocznością. Człowiek widuje ją rzadko, bo strętwy unikają otwartych, przejrzystych akwenów.

To właśnie specyficzne warunki środowiskowe sprawiły, że prąd stał się dla nich tak ważnym narzędziem. W wodzie, w której prawie nic nie widać, impulsy elektryczne są znacznie skuteczniejsze niż wzrok. Ryba wykorzystuje je nie tylko do porażania ofiar, ale też do orientacji i komunikacji z innymi osobnikami swojego gatunku.

Dlaczego prąd tak dobrze działa w wodzie?

Nie bez powodu większość zwierząt produkujących prąd mieszka w wodzie. Woda, szczególnie ta z solami mineralnymi, jest znakomitym przewodnikiem elektryczności. Gdy węgorz generuje impuls w głębi zbiornika, rozchodzi się on niemal równomiernie we wszystkich kierunkach. Człowiek, który tylko zanurzy dłoń w takim akwarium, zwykle czuje jedynie lekkie mrowienie.

Sytuacja zmienia się radykalnie, gdy ryba wynurza część ciała i dotyka ofiary w jednym miejscu. Wtedy strumień elektronów można skoncentrować i skierować jak swoisty „elektryczny cios”. Prof. Catania opisywał, że to właśnie koncentracja prądu w jednym punkcie sprawia, że atak na drapieżnika próbującego wejść do wody jest dla niego tak bolesny.

Jak działa „wewnętrzna bateria” w ciele ryby?

Skąd w ogóle bierze się prąd w organizmie strętwy? To nie magia, ale efekt specjalnie przystosowanych komórek. U wielu wodnych zwierząt wykształciły się elektrocyty – komórki, które wytwarzają napięcie elektryczne. Miliony lat temu powstały one ze zwykłych komórek mięśniowych.

W normalnych warunkach każda komórka mięśniowa tworzy niewielkie napięcie podczas skurczu. Elektrocyty robią to samo, tylko na znacznie większą skalę. Strętwa ma w ciele setki tysięcy takich komórek ułożonych w długie „baterie”, które można porównać do szeregu połączonych małych ogniw. Gdy ryba zdecyduje się na atak, wszystkie elektrocyty wyładowują się jednocześnie i powstaje silny impuls prądu.

Jak zwierzę steruje wyładowaniami?

Produkcja prądu nie odbywa się przypadkowo. Strętwa – podobnie jak inne elektryczne ryby – steruje wyładowaniami za pomocą układu nerwowego. Impuls z mózgu trafia do „generatora” w ogonie i uruchamia kaskadę reakcji w elektrocytach. Dla otoczenia to pojedyncze uderzenie prądu, dla organizmu całkiem skomplikowana sekwencja poleceń.

Co ciekawe, ryba nie musi zawsze używać maksymalnej mocy. Słabsze, krótkie serie impulsów służą jej do orientacji w przestrzeni, a dopiero mocne „strzały” stosuje przy obronie lub podczas polowania. To trochę jak przełączanie latarki z trybu „podświetl mapę” na „oślep przeciwnika”.

• Krótki impuls o niewielkim napięciu pomaga w orientacji w mętnej wodzie,
• seria średniej mocy może na chwilę oszołomić mniejszą rybę,
• pełna moc, sięgająca kilkuset woltów, bywa śmiertelna dla drobnych ofiar,
• powtarzane uderzenia służą też do odstraszania dużych drapieżników.

Jakie inne ryby i zwierzęta używają prądu?

Strętwa to nie jedyny „elektryczny mieszkaniec” rzek i oceanów. W naturze odkryto całą grupę zwierząt, które produkują lub wykrywają prąd – każde w trochę innym celu. Część z nich używa elektryczności w ataku, inne do precyzyjnej nawigacji, jeszcze inne tylko do wykrywania ofiar.

Drętwą nazywa się także płaszczkę

W polskich krzyżówkach często pojawia się hasło drętwa. To nie tylko określenie nudy. Tak nazywa się też rodzaj elektrycznej płaszczki. Naukowcy opisali prawie 70 gatunków płaszczek wytwarzających prąd i żyjących w niemal wszystkich oceanach świata. Ich napięcie sięga około 200 woltów, więc jest niższe niż u strętwy, ale wciąż wystarcza, by obezwładnić ofiarę lub odstraszyć napastnika.

Elektryczne płaszczki mają specjalne organy po bokach ciała. Z zewnątrz wyglądają jak spłaszczone dyski przyczajone na dnie, ale wewnątrz kryją rozbudowane „bloki” elektrocytów. Kiedy płaszczka podnosi się z piasku i uderza, ryba lub skorupiak stojący na jej drodze od razu odczuwa silne porażenie.

Mruk Petersa i nawigacja w mętnej wodzie

Nie każda elektryczna ryba używa prądu do walki. Część gatunków wykorzystuje go głównie do nawigacji i precyzyjnego „dotyku na odległość”. Przykładem jest mruk Petersa, znany też jako trąbonos. Ta afrykańska ryba żyje w mulistych wodach Nilu, Konga i innych rzek, gdzie praktycznie nic nie widać. Ma charakterystyczny, wydłużony „nos” – w rzeczywistości zmodyfikowany policzek.

W tym narządzie znajdują się bardzo czułe detektory elektryczności. Mruk potrafi odróżnić żywego robaka od martwego nawet wtedy, gdy oba są zakopane na 3 cm w dnie rzeki. Równocześnie wytwarza własne, słabe impulsy, które działają jak radar. Wysyła sygnał, odbiera zniekształcenia pola elektrycznego i „widzi” kształty w otoczeniu. Prof. Gerhard von der Emde z uniwersytetu w Bonn zwraca uwagę, że te ryby mają wyjątkowo duży mózg. Może to wynikać z konieczności ciągłego przetwarzania bardzo złożonych informacji z „zmysłu elektrycznego”.

Mruki Petersa nie tylko szybko się uczą, ale także bawią się, podrzucając kamyki niczym piłeczki – to rzadkie zachowanie jak na ryby dennych wód.

Rekiny jako „radary” pola elektrycznego

Rekiny nie produkują własnego, silnego prądu, ale za to wybitnie dobrze go wykrywają. Cały przód ich pyska jest pokryty elektroreceptorami – miniaturowymi narządami reagującymi na bardzo małe zmiany napięcia w wodzie. Dzięki temu drapieżnik potrafi wykryć serce małej ryby bijące tuż pod piaskiem.

Jak podkreśla dr Stephen Kajiura z Florida Atlantic University, u rekinów czułość tego zmysłu sięga napięć rzędu jednej miliardowej wolta. To wartości na granicy możliwości nawet najbardziej zaawansowanych przyrządów budowanych przez inżynierów. Szczególnie efektownie prezentują się pod tym względem rekiny młoty. Ich ogromna, szeroka głowa działa jak gigantyczna antena. Zwierzę zamiata nią po dnie morza w poszukiwaniu zagrzebanych ofiar i reaguje na minimalne różnice w polu elektrycznym.

• Rekiny potrafią namierzyć rybę schowaną w piasku,
• rozpoznają kierunek ruchu ofiary po zmianach pola,
• mogą polować nawet w kompletnej ciemności,
• elektroreceptory pomagają też w orientacji względem pola magnetycznego Ziemi.

Czy tylko ryby potrafią korzystać z elektryczności?

Choć woda sprzyja rozwojowi zmysłu elektrycznego, nie tylko ryby go mają. Badania prowadzone od lat 80. XX wieku ujawniły, że podobne zdolności występują także u niektórych ssaków wodnych, a nawet u owadów. W każdym przypadku chodzi jednak o inne zastosowanie prądu lub pola elektrycznego.

Dziobaki i delfiny

W 1986 roku naukowcy z National Australian University w Canberze opisali elektroreceptory u dziobaków. Te niezwykłe ssaki, składające jaja niczym ptaki, prowadzą częściowo wodny tryb życia. Kiedy nurkują, zamykają oczy, uszy i nozdrza. Korzystanie z klasycznych zmysłów staje się wtedy niemożliwe, dlatego w pysku przypominającym kaczy dziób wykształciły się wyspecjalizowane receptory elektryczne.

Później podobny mechanizm odkryto u delfinów, m.in. dzięki badaniom naukowców z uniwersytetu w Rostocku. Zauważyli oni niewielkie wgłębienia na pysku delfinów z Gujany, a następnie sprawdzili ich reakcję na słabe sygnały z baterii zanurzonych w wodzie. Okazało się, że te morskie ssaki z łatwością wykrywają słabe pola elektryczne – co zaskoczyło zoologów, bo u tak rozwiniętych zwierząt spodziewano się raczej dominacji wzroku i słuchu.

Elektryczne owady i pszczoły wyczuwające burzę

Na lądzie umiejętność wykrywania pola elektrycznego jest rzadka. U ssaków praktycznie zaniknęła. Wyjątkiem są niektóre owady. Uwagę badaczy z Azji przyciągnął orientalny szerszeń – duży kuzyn europejskich szerszeni. Ten owad od tysięcy lat potrafi zamieniać padające na jego ciało promienie słoneczne na energię elektryczną, trochę jak miniaturowy panel fotowoltaiczny. Naukowcy przypuszczają, że zgromadzony w ten sposób prąd pomaga mu w produkcji hormonów.

Jeszcze ciekawsze są pszczoły. Te owady bez problemu wykrywają niewielkie zmiany pola elektrycznego w powietrzu. Takie zmiany zapowiadają nadciągającą burzę albo deszcz. Dzięki temu rój może wrócić do ula, zanim pogoda się załamie. Pszczoły wykorzystują też pole elektryczne do swoistej zdalnej komunikacji. Kiedy jedna z nich siada na kwiat, zmienia na moment rozkład ładunków elektrycznych wokół rośliny. Kolejna pszczoła, która to wyczuje, „rozumie”, że ktoś już niedawno odwiedził ten kwiat i nektaru może być mniej.

Ryba, która razi prądem, to więc nie tylko ciekawostka z teleturnieju ani jednorazowe hasło do krzyżówki. To okno na cały świat zwierząt, które na różne sposoby nauczyły się wytwarzać i wykrywać elektryczność. Jeśli następnym razem trafisz w krzyżówce na „elektryczną rybę z Amazonii”, wiesz, że hasło „strętwa” niesie za sobą długą historię naukowych odkryć, od Humboldta po współczesne laboratoria w Bonn, Rostocku czy Tennessee.