Черная ножетелка (черный нож)

Когда дело доходит до биоэлектрогенетических животных, этот кузен электрических угрей должен быть в списке. В то время как большинство использует свою особую силу для атаки и защиты, черная рыба-нож использует ее вместо своей психической силы. Они используют электрические сигналы, чтобы общаться в дикой природе со своими собратьями и ориентироваться. Электричество поступает от их хвостового органа, который является производным от нейронов спинного мозга. Поскольку электричество, которое они производят, слабое, оно не может ни убить, ни оглушить других. Поскольку черный нож любит прятаться между камнями или в корневых массах, такой навык общения очень полезен.

Электрический сом

Это единственный вид сомов, который может создавать электричество, которое приносит пользу их защите и нападению. Самое классное в них то, что у электрических сомов есть органы в голове, которые позволяют им ударить что угодно. Этот агрессивный охотник может вырабатывать электричество до 350 вольт, что очень сильно. Обладая такой силой, он может оглушить своих хищников и охотиться без единой проблемы. В то же время эта особая способность также позволяет этим электрическим сомам ориентироваться в темных местах обитания. 

Другие значения этого слова:

• «Вольтанутая» рыба
• «Машет крыльями» в океане
• «Рыба» для автомобильного колеса
• «Рыбное» колесо.
• «Хозяин» русалочьего кошелька
• Автомобильная шина (разг.)
• Автомобильное колесо
• Большая плоская рыба
• Вагонная ось с насаженными на нее колесами
• Водоплавающий аккумулятор электричества
• Его кожа шла на рукоятки катан
• Есть на машине, а есть и рыба
• Какая рыба бьётся током?
• Колесо автомобиля
• Колесо грузовика
• Колесо или рыба
• Колесо, рыба, склон
• Комплект колесных пар паровоза, вагона
• Конструктивный элемент крыши
• Крупная хищная морская рыба подкласса акулообразных с широким плоским телом и длинным узким хвостом, иногда оканчивающимся шипом
• Крупная хищная морская рыба с плоским телом
• Ледяная горка
• Ледяная дорожка на горе
• Манта
• Манта как рыба
• Морская рыба с плоским телом
• Морская рыба, ведущая донный образ жизни
• Морская рыба-«электрошокер»
• Морская электрическая рыба
• Наклонная поверхность чего-нибудь; пологий спуск
• Наклонная подземная выработка, не имеющая непосредственного выхода на поверхность и предназначенная для спуска полезного ископаемого или пустых пород самотеком
• Не рыба, а прямо электростанция
• Плавающая «электростанция»
• Плавающий шокер
• Пластиножаберная рыба
• Платиножаберная рыба
• Плоская морская рыба
• Плоская рыба с зарядом
• Плоскотелая рыба
• Подводный электрик
• Подземная наклонная горная выработка; рыба
• Пологий спуск, бывает вагонный
• Представитель морского мира, имеющий крылья
• Рыба «под напряжением»
• Рыба манта
• Рыба с «шиноремонтным» названием
• Рыба с «электрошокером»
• Рыба с вольтами заряда
• Рыба с зарядом
• Рыба с крыльями
• Рыба с порцией заряда
• Рыба с порцией заряда.
• Рыба с электрозарядом
• Рыба с электроразрядом
• Рыба, бьющая током
• Рыба, колесо, откос
• Рыба, которая может ударить электрическим током
• Рыба, убивающая током
• Рыба-«аккумулятор»
• Рыба; наклонная плоскость
• Рыбаэлектрик
• Рыбий статус манты
• Самарский областной телеканал
• Синоним шина (авто)
• Склон крыши
• Хвостокол «морской дьявол»
• Хвостокол «морской дьявол».
• Хищная донная морская рыба
• Электрик подводного мира
• Электрик, живущий в море
• Электрическая морская рыба
• Электрическая рыба или шина грузовика
• Электрогенераторная рыба
• Электрорыба

Практическая философия умерщвления рыб и Ike- Jime

Ике- Джими- японская традиционная техника умерщвления рыб. В общем, она является самой распространенной в мире, хотя в Австралии и Новой Зеландии начали применять анестезию, что даже более продвинуто. Есть две причины, по которым нас должно волновать, как умерла рыба: правильная техника обеспечивает хорошее качество мяса и, к тому же, она наиболее гуманна. Три года назад я публиковал серию статей на эту тему. С того времени у меня была возможность сравнить разные техники, вкусы и, что не менее важно- побывать на рынке в Токио, чтобы увидеть профессионалов за работой.

Чем меньше стресса испытает рыба до и во время убийства, тем лучше будет качество мяса. Для наглядного изображения- см. Прикрепленную фотографию, демонстрирующую разрушение тканей во время стресса.

 

В сравнении с красным мяcoм и птицей, рыба более нежная. И важно сохранить ее структуру. Так что в отличие от мяса, где распад белка идет нам на пользу, делая его нежнее, все, что разрушает структуру рыбы не идет ей на пользу. Стресс является одной из причин.

Стресс перед или во время убоя, от тесноты в сетях или от открытого воздуха, а также длительный стресс от содержания в неправильной аквасистеме влечет за собой фактический износ тканей. В следствие распада глюкозы в мышцах образуется молочная кислота(и падает уровень кислотности). Это в свою очередь влечет за собой увеличение числа мышечных ферментов, которые разрушают белки. Одно исследование даже утверждает, что стресс повышает количество этих ферментов, делая их более эффективными. Также стресс ведет к появлению в крови большего числа «стрессовых соединений», которые также ведут к разрушению структуры мышц.

Кроме этого, в тканях уставшей рыбы содержится меньшее количество АТФ (аденозинотрифосфата). Это- универсальный источник энергии для всех биохимических процессов. В момент смерти животного его мышцы остаются гибкими до тех пор, пока получают АТФ(синтезируется при помощи глюкозы). После того, как запас АТФ исчерпан, мышцы напрягаются и не ослабевают- наступает процесс окоченения. У рыб этот процесс может настолько сильно сократить мышцы, что вызовет разрыв соединительных тканей. Окоченение уставшей рыбы с низким уровнем АТФ происходит быстрее. В конце-концов окоченение проходит, когда разрываются связи между мышечными волокнами. Даже если вы обезглавите рыбу, мышцы все равно будут выполнять свои функции под воздействием вегетативной нервной системы, которая продолжает работать, даже если мозг отсутствует. Спинной мозг продолжает посылать сигналы мышцам, те с свою очередь расходуют АТФ и в этом случае окоченение наступает быстрее, чем если бы мы уничтожили спинной мозг. Это можно сделать, если вставить тонкую проволоку вдоль верхней части позвоночника. Особое значение это имеет для тунца- эти рыбы могут регулировать температуру свое тела, в отличие от большинства хладнокровных рыб. Многие профессиональные рыбаки говорят о том, что вегетативная нервная система все еще регулирует температуру дела даже после смерти. Так что если вы не разрушите спинной мозг она будет нагреваться и терять АТФ- что дважды неприятно.

Правильное убийство рыбы начинается до непосредственного действия.

Расслабленная рыба лучше, чем не расслабленная. Одно исследование показывает, что рыба выловленная в океане, которая затем была помещена в резервуар и только затем убита, была лучшего качества чем те, что остались в сетях и умерли от удушья. Есть техника еще лучше — взять отдохнувшую рыбу и усыпить ее с помощью анестезии. Самая распространенная- это изоевгенол, входящий в состав гвоздичного масла. Потребительская версия этого продукта называется Aqui-S.

В течение долгого времени его свойства исследовали по всему миру и использовали в Новой Зеландии и Австралии. В домашних условиях вы можете использовать смесь гвоздичного масла и ликера чтобы усыпить рыбу. Практически каждое исследование влияния анестезии на рыбу показывало улучшение качества и, к тому же, эта техника более гуманна.

Как только рыбу вытащили из воды, ее нужно убить. Традиционная техника резкого удара по голове не так уж хороша. Во-первых, такие удары не всегда точны, во-вторых, они не убивают, а оглушают. Японская техника Ике- Джиме предполагающая разрыв спинного мозга и кровеносных сосудов между головой и телом- хороша для сохранения мышечной ткани. Но не так гуманна. Этим методом я пользовался в течение нескольких лет, но сейчас не рекомендую. Во-первых, вы можете уронить рыбу на пол. Во-вторых, когда вы перерезаете позвоночник, голова еще жива. Я слышал от многих людей, что движение жабрами это просто конвульсии и нервные судороги, но не видел никаких данных в поддержку этого мнения. Вместо этого я склонен считать, что голова продолжает функционировать даже после ее отрубания.

На мой взгляд лучшей техникой будет вогнать спицу в мозг в мягкое место над глазом. Это быстрая, легкоосвояемая техника.

Кровотечение

Выпуск крови имеет важное значение для внешнего вида и вкуса рыбы. Некоторые исследования показывают, что соединения в крови размягчают мышцы (что не есть хорошо). В японской технике разрезание спинного мозга и двух главных артерий влечет за собой кровотечение. Также разрезаются артерии в хвосте. Затем рыба помещается в подсоленую воду. В больших рыбах, таких как тунец, не существует практики разрывания спинного мозга, надрезы делаются рядом с грудными плавниками.

Чем больше я думаю об обычной японской технике, тем больше у меня сомнений в том, что она лучшая. Они перерезают все артерии и вены спереди и сзади, полностью удаляя сердце из системы кровообращения. Не достаточного ли только жаберного кровотечения, при котором кровь не возвращается в сердце?

Интересный вопрос.

Разрушение спинного мозга происходит при введении иглы через позвоночник. Вы все делаете правильно, если рыба начинает дергаться. Нет? Значит вы ошиблись. Введите иглу только один раз-не дергайте ее по спинному каналу, чтобы сохранить АТФ. При обращении с мелкой рыбой у вас есть два пути- спереди или сзади. В случае обезглавливания(или частичного обезглавливания) проще сделать это спереди. Для рыбы, которую вы не можете обезглавить, вводите иглу со стороны хвоста. Постарайтесь полностью не отрубить хвост или голову(в зависимости от типа)- их можно использовать в качестве упора.

Для умерщвления больших рыб, таких как тунец, принято вставлять иглу через голову в спинной мозг(Метод Танигучи). Вы делаете небольшую дырку между глаз и вставляете проволоку в позвоночник. Если рыбак убивает рыбу, используя этот метод, он оставляет проволоку, чтобы показать, что тунец убит правильно. Теоретически, полость мозга образует воронку, которая сама направляет иглу в позвоночнике. Я пробовал этот метод на голове голубого тунца, но он не увенчался успехом. Игла выходила через мышцы.

Потрошение, разделка и готовка- до и после окоченения.

Все исследования указывают на важность немедленного потрошения. Нет ничего хорошего в том, чтобы оставлять кишки как можно дольше.

Снятие филе- совсем другая история. Если вы разделываете рыбу перед окоченением, то мышцы будут не так повреждены(из-за отсутствия скелета), но филе будет меньше и плотнее.

Я предпочитаю есть рыбу после того, как спадет трупное окоченение. Перед окоченением они почти хрустящие, если приготовлены как сашими. Если вам это по душе- то Ике- Джими и введение иглы- оптимальная техника, потому что увеличивает время, в течение которого рыба может быть приготовлена и подана до момента наступления окоченения.

Что касается меня и всех, кто предпочитает рыбу после окоченения, то эта техника не подходит, потому что отсрочивает наступление окоченения. Однако, когда оно все же наступает, мясо лучше, чем рыба, убитая по западной технике.

Определенные виды рыбы хороши через день, некоторые через два и даже больше. Для сашими преимущества Ике Джими очевидны. Чем больше вы готовите рыбу, тем менее заметны преимущества

Что все вышенаписанное может значить для вас?

Да вообще немного. Разумеется, если только вы не поставщик или не профессиональный рыбак. Но мы все должны знать о хорошей практике.

оригинал статьи на английском

https://cookingissues.com/index.html%3Fp=5661.html

Великолепный и таинственный электрический угорь

Электрический угорь (Electrophorus electricus) обитает в темных водах болот и рек в северной части Южной Америки. Это таинственный хищник, обладающий сложной системой электролокации и способный перемещаться и охотиться в условиях низкой видимости. Используя «электрорецепторы» для определения искажений электрического поля, вызванных его собственным телом, он способен обнаруживать потенциальную жертву, сам при этом оставаясь незамеченным. Он обездвиживает жертву с помощью сильнейшего электрического шока, достаточно сильного, чтобы оглушить такое крупное млекопитающее, как лошадь, или даже убить человека. 1 Своей удлиненной округлой формой тела угорь напоминает рыбу, которую мы обычно называем муреной (порядок Anguilliformes); однако принадлежит к другому порядку рыб (Gymnotiformes).
Рыб, способных обнаруживать электрические поля, называют электрорецептивными, а способных генерировать мощное электрическое поле, таких как электрический угорь, называют электрогенными.

 

Электрический угорь

Люди часто думают, что электрические угри — это угри из-за их запутанного названия. На самом деле это рыбы-ножи, которые обитают в бассейнах Амазонки и Ориноко в Южной Америке. Электрические угри являются самыми известными биоэлектрогенетическими животными из-за их шокирующей способности. Благодаря специальным ячейкам, которые могут хранить электричество, как аккумулятор, количество электричества, которое он генерирует, невероятно. Электрический угорь, который весит 23 кг, может испускать более 600 вольт электричества. Эти ножевые рыбы могут выпустить все электричество сразу, чтобы защититься от хищников или оглушить добычу. Иногда они также используют его для общения с другими электрическими угрями. Просто чтобы вы знали, электрические угри могут генерировать электричество, которое достаточно сильно, чтобы вызвать сердечную недостаточность после повторных толчков.

Как вырабатывают электричество электрические угри

• Как вырабатывают электричество электрические угри
• Как снять электричество с волос
• Почему люди бьются током

Электрический угорь накапливает значительные заряды электричества, разряды которого использует для охоты и обороны от хищников. Но угорь — не единственная рыба, производящая электричество.

Электрический скат

Что касается электрических скатов здесь, то у них есть специальные почковидные органы, которые могут генерировать сильный электрический удар. Именно так они охотятся и защищаются от хищников в океанах, в которых живут. Самое классное в этих биоэлектрогенетических животных то, что они могут контролировать интенсивность своих электрических ударов. Это просто означает, что они могут послать низкий заряд в качестве предупреждения или высокий заряд в качестве электрошокера на обед.

Как электрический угорь генерирует электричество? (научно-популярная статья)

Электрические рыбы генерируют электричество подобно тому, как это делают нервы и мышцы в нашем теле. Внутри клеток-электроцитов особые энзимные протеины под названием Na-K ATФаза

выкачивают натриевые ионы через клеточную мембрану, и всасывают ионы калия. (‘Na’ – химический символ натрия, а ‘K’ – химический символ калия». ‘ATФ’ – аденозинтрифосфат – энергетическая молекула, используемая для работы насоса). Дисбаланс между ионами калия внутри и снаружи клетки приводит к возникновению химического градиента, который снова выталкивает ионы калия из клетки. Подобным образом, дисбаланс между ионами натрия порождает химический градиент, который затягивает ионы натрия обратно в клетку. Другие протеины, встроенные в мембрану, действуют в виде каналов для ионов калия, пор, позволяющих ионам калия покинуть клетку. По мере того, как ионы калия с позитивным зарядом накапливаются снаружи клетки, вокруг клеточной мембраны нарастает электрический градиент, при чем наружная часть клетки имеет более позитивный заряд, чем ее внутренняя часть. Насосы Na-K ATФазы (натрий-калиевой аденозинтрифосфатазы) построены таким образом, что они выбирают лишь один позитивно заряженный ион, иначе негативно заряженные ионы также стали бы перетекать, нейтрализуя заряд.

Большая часть тела электрического угря состоит из электрических органов. Главный орган и орган Хантера отвечают за выработку и накопление электрического заряда. Орган Сакса вырабатывает электрическое поле низкого напряжения, которое используется для электролокации.

Химический градиент действует таким образом, что выталкивает ионы калия, а электрический градиент втягивает их обратно. В момент наступления баланса, когда химические и электрические силы упраздняют друг друга, снаружи клетки будет находиться примерно на 70 милливольт больше позитивного заряда, чем внутри. Таким образом, внутри клетки оказывается негативный заряд в -70 милливольт.

Однако большее количество протеинов, встроенных в клеточную мембрану, обеспечивают каналы для ионов натрия – это поры, которые позволяют ионам натрия снова попадать в клетку. В обычном состоянии эти поры перекрыты, однако когда электрические органы активируются, поры раскрываются, и ионы натрия с позитивным зарядом снова поступают в клетку под воздействием градиента химического потенциала. В данном случае баланс достигается, когда внутри клетки собирается позитивный заряд до 60 милливольт. Происходит общее изменение напряжения от -70 до +60 милливольт, и это составляет 130 mV или 0.13 V. Этот разряд происходит очень быстро, примерно за одну миллисекунду. И поскольку в серии клеток собрано примерно 5000 электроцитов, благодаря синхронному разряду всех клеток может вырабатываться до 650 вольт (5000 × 0.13 V = 650).

Насос Na-K ATФазы (натрий-калиевой аденазинтрифосфотазы).

За каждый цикл два иона калия (K +) поступают в клетку, а три иона натрия (Na +) выходят из клетки. Этот процесс приводится в движение энергией АТФ молекул.

Электрические рыбы: список, особенности и интересные факты

 

Электрические разряды в природе возникают не только во время грозы, в виде молний. Процессы, вызывающие слабые электрические явления, происходят, например, во многих растениях. Но самым удивительным носителем этой способности являются электрические рыбы. Их дар вырабатывать разряды сильной мощности не доступен ни одному виду животных.

Как рыбы бьют током?

Удар током осуществляется с помощью импульсов. Рыба целенаправленно бьет ими жертву. Некоторые виды намеренно испускают в жертву примерно 500 импульсов, чтобы окончательно поразить противника. Соответственно, удары являются осознанными и направленными, нельзя получить заряд, просто дотронувшись до рыбы.

В большинстве случаев используют свое “оружие” рыбы только при прямом контакте с жертвой. В определенных ситуациях могут пустить ток на небольших расстояниях, чтобы отогнать более крупного хищника.

У вышеперечисленных рыб разность потенциалов, развиваемая на концах электрических органов, может достигать 1200 вольт (электрический угорь), а мощность разряда в импульсе от 1 до 6 киловатт (электрический скат Torpedo nobiliana).

Электрический скат Torpedo nobiliana

 

Рыба-слон (Gnathonemus petersii)

Из-за плохого зрения электричество, которое вырабатывает рыба слон, очень полезно в мутных озерах и ручьях. Электрическое поле через их хвост помогает им общаться, перемещаться под водой и обнаруживать мельчайшие электрические импульсы добычи. Самое замечательное в этом то, что эта рыба также великолепна в своем навыке электрорецепции. Это просто позволяет им находить пищу даже в темных местах, что невероятно.

Глоссарий

Ион

Атом или молекула, несущий электрический заряд благодаря неравному количеству электронов и протонов. Ион будет иметь негативный заряд, если в нем содержится больше электронов, чем протонов, и позитивный заряд – если в нем содержится больше протонов, нежели электронов. Ионы калия (K + ) и натрия (Na + ) имеют позитивный заряд.

Градиент

Изменение какой-либо величины при перемещении от одной точки пространства к другой. Например, если вы отходите от костра, температура понижается. Таким образом, костер генерирует температурный градиент, уменьшающийся с расстоянием.

Электрический градиент

Градиент изменения величины электрического заряда. Например, если снаружи клетки содержится большее количество позитивно заряженных ионов, чем внутри клетки, электрический градиент будет проходить через клеточную мембрану. Благодаря тому, что одинаковые заряды отталкиваются друг от друга, ионы будут двигаться таким образом, чтобы сбалансировать заряд внутри и снаружи клетки. Передвижения ионов из-за электрического градиента происходят пассивно, под воздействием электрической потенциальной энергии, а не активно, под воздействием энергии, поступающей из внешнего источника, например из АТФ-молекулы.

Химический градиент

Градиент химической концентрации. Например, если снаружи клетки содержится большее количество ионов натрия, чем внутри клетки, то химический градиент натриевого иона будет проходить через клеточную мембрану. Из-за произвольного движения ионов и столкновений между ними существует тенденция, что ионы натрия будут двигаться от более высоких концентраций к более низким концентрациям до тех пор, пока не будет установлен баланс, то есть пока по обе стороны мембраны не окажется одинаковое количество ионов натрия. 12 Это происходит пассивно, в результате диффузии. Движения обусловлены кинетической энергией ионов, а не энергией, получаемой из внешнего источника, такого как АТФ молекула.

Опасны ли электрические рыбы человеку?

Даже слабый заряд при подобных параметрах может серьезно повредить здоровью человека, особенно на глубине. Бывали случаи, когда выброшенные на берег рыбы буквально сбивали людей на землю при контакте, из-за чего срочно требовалось врачебное вмешательство.

Шершень восточный

Шершни этого вида одарены солнечными батареями матерью-природой. Восточные шершни-первые животные в королевстве, которые могут вырабатывать электричество из солнечного света. Эти солнечные панели на их экзоскелетных телах могут преобразовывать солнечный свет в электричество! Желтые ткани их тел поглощают свет, в то время как коричневые ткани генерируют электричество. Кроме того, восточные шершни наиболее активны, когда солнце наиболее интенсивно, как будто солнечный свет дает им дополнительную энергию. Вы можете задаться вопросом, для чего эти шершни используют свое электричество, и ответы все еще находятся в стадии исследования. Некоторые исследования предполагают, что электричество должно охлаждать или согревать их тела, но это все еще не точно.

Какие рыбы могут ударить электричеством и как они это делают

Электрические органы известны более чем у 300 видов рыб. Наиболее известный из них — электрический угорь (Electrophorus electricus). Этот вид рыб может вырастать до 2,5 метров в длину и весить до 20 килограмм. Электрические органы занимают 80% тела животного. Благодаря этому он может создавать разряды с напряжением до 860 В и силой тока до 40 миллиампер. Как видно, несмотря на высокое напряжение разряда, сила тока достаточно низкая, поэтому убить таким разрядом человека практически невозможно. По крайней мере, ни одного случая смерти именно от разряда не было зафиксировано.

Но вот парализовать человека электрический угорь может. А парализованный в воде человек может легко утонуть. Такие случаи бывали. Кроме обороны, угорь может использовать электрические разряды для навигации. Он посылает слабые импульсы напряжением в 10 вольт, а затем фиксирует изменения в отраженном разряде. Живые организмы создают собственные электрические поля, которые искажают сигнал. Электрорецепторы на коже угрей и других видов рыб позволяют им улавливать эти изменения.

Кроме угрей, пользуется электролокацией, например, акула-молот. Она способна обнаружить под песком добычу, фиксируя исходящие от нее электрические сигналы. Также электрическими разрядами для обороны и охоты пользуются электрические скаты. Все эти морские обитатели делятся на слабо- и сильноэлектрических. Это деление зависит от наличия у них определенных типов органов.

 

Морская корова

Большие выпуклые глаза, вечно приоткрытый рот, обрамленный бахромой, выдвинутая челюсть делают рыбу похожей на вечно недовольную сварливую старуху. Как называется электрическая рыба с таким портретом? Морская корова семейства звездочетов. Сравнение с коровой навевают два рожка на голове.

Эта неприятная особь большую часть времени проводит, зарывшись в песок и подстерегая проплывающую мимо добычу. Враг не пройдет: корова вооружена, как говорится, до зубов. Первая линия нападения – длинный красный язычок-червячок, которым звездочет заманивает наивных рыбок и ловит их, даже не вылезая из укрытия. Но если надо, то она взметнется мгновенно и оглушит жертву до потери сознания. Второе оружие для собственной защиты – позади глаз и над плавниками расположены ядовитые шипы. И это еще не все! Третье мощное орудие расположено сзади головы – электрические органы, которые генерируют заряды напряжением в 50 В.

Нильский дракончик

Свои электрические способности гимнархи используют не только для поиска пищи и локации, но и в брачных играх. Кстати, самцы гимнархов просто потрясающе фанатичные отцы. Они не отходят от кладки икринок. И стоит только приблизится кому-то к детям, папа так окатит нарушителя электрошокером, что мало не покажется.

Электрические животные: 5 видов электрических рыб

В природе существуют животные, способные вырабатывать электричество и использовать его в качестве средства защиты, охоты или геолокации. И в этом нет никакой магии, электроэнергия вырабатывается в результате биохимических реакций. Не будем углубляться в процесс образования электричества, а просто познакомимся с этими существами поближе.

1. Электрический скат

В природе существует 69 видов скатов-обитателей тропических и субтропических океанов, способных генерировать электричество до двух сот двадцати вольт. Скаты используют электроэнергию с целью оглушения врага или добычи. А в Древней Греции скатов применяли для анестезии при операциях и родоразрешении.

2. Электрический угорь

В настоящее время известны всего три вида электрических угрей, причем двое из них были открыты лишь в 2019 году. Эти угри живут в реках Южной Америки и Амазонке и способны вырабатывать электричество до восьми сот шестидесяти вольт, используя его в качестве обороны или охоты. С помощью электроэнергии малой силы электрические угри ориентируются в пространстве и коммуницируют с сородичами.

3. Электрический сом

Единственный вид, обитающий в водоемах Африки. Электрический сом генерирует электроэнергию до четырех сот пятидесяти вольт с целью геолокации и охоты. Человеку данный вид рыбы известен издавна, в Древнем Египте находили изображения, которые появились более четырех тысяч лет до нашей эры. Некоторые народы используют электрического сома в качестве пищи или физиотерапии с целью укрепления организма и лечения ревматизма.

4. Морской звездочет

Электрический звездочет является настоящей загадкой для ученых, так как не ясно с какой целью он вырабатывает электроэнергию. С целью ориентации в пространстве звездочет электричество не использует, а пятьдесят вольт слишком мало для поражения жертвы.

5. Нильский гимнарх

Еще один вид слабоэлектрических рыб, обитающий в водах Африки. Нильский дракончик вырабатывает электроэнергию до двадцати пяти вольт, тем самым образуя вокруг себя электрическое поле, с помощью которого прекрасно ориентируется, находит жертв и брачных партнеров.

 

Электрические органы у разных групп рыб регулируются сходными генами

Электрический угорь имеет самые специализированные электрические органы, они протягиваются почти по всей длине его тела и могут генерировать разряд примерно в 600 вольт. Теперь стала известна генетическая база их работы. Фото с сайта realmonstrosities.com

Биологи расшифровали генетическую базу, на которой строятся электрические органы рыб. Электрический орган — это очень сложное устройство, но оно, тем не менее, появлялось в ходе эволюции параллельно несколько раз, превращая мышцы в биобатареи. Удивительно, но наборы генов, которые участвовали в этом эволюционном фокусе, оказались сходными во всех изученных группах рыб.

Сейчас известно 6 групп рыб, которые приобрели специальные электрические органы (об истории изучения электрических органов рыб, их строении и функциях см. статью «Электрическое чувство»). К ним относятся электрические сомы, электрические угри вместе со всеми своими родичами гимнотами, некоторые представители сомов, ромботелые и электрические скаты, слонорылы (мормириды, см. Mormyridae) и звездочеты — всего около 500 видов рыб.

Устройство электрических органов везде следует единой схеме. Это собранные аккуратными стопками клетки электроциты. К каждому электроциту подводится нервное окончание, всегда с одной стороны. Нервное окончание переходит в широкий синапс, где возбуждение передается на изрядную часть поверхности клетки. Так что клетка оказывается заряженной с одной своей стороны. На другой стороне пластинки электроцита сконцентрированы ионные каналы, так что там, на противоположной от синапса стороне, накачиваются заряженные частицы. Пластинки электроцитов упорядочены по своим полюсам: синапсы с одной стороны, а поверхность с многочисленными ионными каналами — с другой. Получается батарея соединенных клеток с упорядоченной полюсностью, поэтому их токи суммируются. В результате при прохождении нервного сигнала электрический орган выдает разряд определенной величины, которая определяется видоспецифическими свойствами и непосредственными жизненными задачами владельца батареи.

Бесспорно установлено, что электроциты получились из мышечных клеток, которые увеличились в размерах, упорядочились по взаимному расположению и иннервации и избавились от необходимости сокращаться, утеряв ту или иную часть белкового сократительного аппарата. Однако у разных рыб электрические органы настолько разные, настолько различаются по особенностям размещения на теле и строению клеток, по специфике иннервации, что об их общем предке и речи нет. Оно и понятно: электрический орган можно соорудить из любой скелетной мышцы там, где это соответствует рыбьей надобности. Так что электрические органы — это прекрасный пример параллельного появления сложного органа. Замечу, кстати, к вопросу о параллельной эволюции, что электрические органы имелись, возможно, и у некоторых палеозойских ископаемых рыб и стегоцефалов; возможно, они есть и у современных полиптерусов.

Параллельное появление электрических органов в разных группах рыб. Розовым цветом показаны линии, где электрические органы приобретены частью представителей, а красным — где все представители обзавелись ими. Схема из обсуждаемой статьи в Science
Как электрические органы разных рыб организованы на генетическом уровне и как шло их параллельное формирование, разобрались ученые под руководством профессора М. Сассмана (Michael Sussman) из Висконсинского университета.

Для этого специалисты отсеквенировали геном электрического угря (Electrophorus electricus), а затем собрали данные о генах, которые экспрессируются в его электрических органах, почках, сердце, головном и спинном мозге, мышцах, — или, применяя термины, о транскриптомах различных тканей. В этих тканях, как выяснилось, работает около 29 тысяч генов, из них 22 тысячи относятся к белок-кодирующим генам.

Из этого общего набора выделили те гены, которые особенно интенсивно экспрессируются в электрических органах или, наоборот, их присутствие там совершенно незаметно по сравнению со скелетными мышцами или сердцем (это тоже мышечная ткань). Всего таких генов набралось 397. Для сравнения получили соответствующие транскриптомы других электрических рыб: двух гимнотов (Sternopygus macrurus и Eigenmannia virescens), слонорыла Brienomyrus brachyistius и электрического сома (Malapterurus electricus). По данным транскриптомов реконструировали наборы генов и выбрали те, которые были признаны «электрическими» для угря. Далее осталось аккуратно сравнить уровень их экспрессии и составить функциональный спектр полученной выборки генов. В первую очередь обращалось внимание на гены, вовлеченные в регуляцию сокращения мышечных волокон, плотности ионных каналов, структуры синапсов и контролирующие размеры клетки. То есть всё то, что отличает в целом электроцит от мышечной клетки.

Оказалось, что в электрических органах на первый план вышли несколько определенных генов, сходных у всех исследованных видов; для этих генов единообразно изменился уровень экспрессии (повысился или понизился). Действительно, удивляет, что при резких различиях и самих электрических органов, и электроцитов всё же нашлись общие изменения, контролируемые общими генами — и те, и другие в достаточном числе. Эти гены вовлечены во все те метаболические пути, которые обслуживают параллельно возникшие свойства: суммацию возбуждения, дипольную сущность электроцитов, их крупные размеры и потерю сократительной способности.

Экспрессия генов, которые обслуживают специфические свойства электрических органов у пяти видов рыб. Сверху вниз: ядерные факторы транскрипции (Nuclear); гены, регулирующие возбуждение клетки (Excitation); гены, регулирующие размер клетки (Cell Size); гены, вовлеченные в регуляцию сокращения мышечных волокон (Contraction); гены, кодирующие белковый сократительный аппарат (Insulation). Для электрического угря приведены данные по экспрессии в трех типах электрических органов — главном (Main), органе Сакса (Sachs’) и органе Хантера (Hunter’s). Очевидно, что резкое увеличение и снижение экспрессии единообразно у исследованных видов. Рис. из обсуждаемой статьи в Science
Получается, что конвергентно возникшие сложные органы формировались за счет изменений в регуляции одних и тех же генов. Видимо, для построения сложной схемы, такой, как электрический орган, природа пользуется одними и теми же инструментами, в данном случае — генами. Мы уже обсуждали конвергентное появление сложных признаков за счет сходных генов на примере эхолокации у летучих мышей и дельфинов (см. Конвергентная морфология как следствие конвергенции генов, «Элементы», 15.10.2013). В случае с эхолокацией тоже обнаружилось, что у исключительно далеких групп для организации нового сложного признака изменились одни и те же гены.

Так мало помалу проявляются отдельные кусочки мозаики под названием «молекулярные правила эволюции». Вероятно, следует учитывать, что возможных путей для изменений не так уж много, поскольку число генов, обслуживающих тот или иной признак, не бесконечно; тем более ограничено число возможных, не смертельных, изменений и комбинаций.