الأسماك الكهربائية قوة مذهلة في الأعماق

تعد الأسماك الكهربائية من أكثر الكائنات إثارة للاهتمام في كنوز الطبيعة، فهي ترى عالمها وبعضها البعض عن طريق استشعار المجالات الكهربائية. وكذلك عن طريق توليد مجالاتها الخاصة، تشكل هذه القدرة الفريدة مجالًا رئيسا للاستكشاف في مجال الذكاء الاصطناعي العصبي الناشئ، الذي يستكشف القدرات الإدراكية والمعرفية للأنظمة الطبيعية والاصطناعية على حد سواء.

كيف تولد الأسماك الكهرباء؟

ما هي الأسماك الكهربائية؟ هي أي سمكة قادرة على توليد مجالات كهربائية. تستخدم للدفاع عن النفس، أو لصعق فرائسها، أو للتواصل، أو لاستشعار محيطها، لا سيما في المياه العكرة.

إن كيفية إنتاج الأسماك الكهربائية، الخلايا الكهربائية للكهرباء أمر مثير للاهتمام ومحدد للغاية، للخلايا الكهربائية جانبان. جانب خلفي معصب بعصبون حركي، وجانب أمامي متموج ومجعد قليلاً، يحتوي غشاء الأسماك الكهربائية، على كثير من القنوات البروتينية الدقيقة التي تسمح بصورة انتقائية لأيونات الصوديوم والبوتاسيوم قنوات مختلفة لكل منهما بالتدفق داخل الخلية وخارجها.

تحافظ الخلايا الكهربائية على بيئتها الخارجية الموجبة والداخلية السالبة نسبيًا. عن طريق ضخ أيونات الصوديوم والبوتاسيوم، بناء على تعليمات الجهاز العصبي الذي ينقلها العصبون الحركي إلى الخلية الكهربائية، تنشئ الخلايا الكهربائية ثنائي القطب.

تحفز الإشارة الصادرة من العصبون الحركي القنوات الأيونية في الجانب الخلفي على ضخّ أيونات الصوديوم والبوتاسيوم إلى داخل الخلية. بينما يواصل الجانب الأمامي ضخ الأيونات الموجبة خارجها، هذا يعطي الجانب الخلفي للخلية شحنة موجبة نسبيًا داخل الخلية والجانب الأمامي شحنة سالبة داخل الخلية، وهكذا، تكون ثنائي القطب، وأصبحت الأسماك الكهربائية، مزودة بالكهرباء.

لا تستطع خلية كهربائية واحدة القيام بالكثير بمفردها، ولكن مجتمعة، تحدث فرقًا كبيرًا. ثم أن طريقة تكديس الخلايا الكهربائية تحدث فرقًا في الكهرباء التي تنتجها سواء كانت السمكة تفضل التيار العالي على الجهد العالي أو العكس، على سبيل المثال، يمكن أن يحتوي ثعبان البحر الكهربائي على ما يصل إلى 6000 خلية كهربائية في عمود واحد. أما سمك الراي الكهربائي من نوع الطوربيد فيحتوي على أعمدة أقصر بكثير، حيث يحتوي كل عمود على 1000 خلية كهربائية، لأن الراي يفضل زيادة التيار على الجهد. [1]

تعرف أيضًا على: البحث عن الحوت الأبيض: أسرار من عالم الأعماق

أشهر الأنواع مثل سمك الأنقليس الكهربائي

ما هي السمكة الكهربائية؟ ما هي سمكة البحر الكهربائية؟ أي سمكة قادرة على توليد مجالات كهربائية. إما لاستشعار بيئتها، أو للدفاع عن نفسها، أو لشل فريستها.

من اللافت للنظر وجود أنواع كثيرة من الكائنات البحرية التي تولد الكهرباء، تمتلك هذه الكائنات عضوًا مولدًا للكهرباء يستخدم كعضو هجومي للمساعدة في البحث عن الطعام. أو كعضو دفاعي لحماية نفسها من الحيوانات المفترسة الأكبر حجمًا، وبينما تكون معظم الأنواع القادرة على توليد تفريغ كهربائي أقل من 1 فولت، فقد جمعنا قائمة بأكثر 5 كائنات بحرية صادمة ستجعلك تفكر مليًا قبل ارتداء معِدَّات الغوص.

ثعبان البحر الكهربائي (370-650 فولت)

يتصدر ثعبان البحر الكهربائي سمكة الأنقليس، العد التنازلي لدينا باعتباره المخلوق المائي رَقَم واحد الذي يتمتع بالقدرة على توليد أكبر تيار كهربائي من جسمه. مع تسميتها ثعبان البحر الكهربائي، إلا أن هذا المخلوق لا ينتمي إلى عائلة ثعابين البحر ولكنه نوع من سمك السكين وهو قريب من سمك السلور، توجد هذه المخلوقات المروعة بصورة أساسية في القيعان الموحلة للمياه العذبة في حوضي نهري الأمازون وأورينوكو في أمريكا الجنوبية.

ويمكن توليد السمكة الكهربائية 650 فولت، لشل فريستها أو قتلها، فقط لوضع هذا في المنظور. هذا يعادل 5 أضعاف الصدمة التي قد تتلقاها من وضع إصبعك في مقبس كهربائي. عموما. يمكن أن تؤدي 100-300 فولت إلى صدمة القلب إلى الرجفان إذا كان مسار التيار يتدفق عبر القلب. من المحتمل أن يوقف الجهد الأعلى القلب، من المعروف أن ثعابين البحر الكهربائية تصعق الحيوانات الكبيرة مثل الخيول خلال محاولتها عبور النهر.

تعرف أيضًا على: أهمية الأسماك في المطبخ الآسيوي

سمك السلور الكهربائي (350-450 فولت)

سمكة السلور الكهربائية، التي تضم نحو 18 نوعًا من أسماك السلور التي تعيش في المياه العذبة، موطنها الأصلي نهر النيل في أفريقيا. يمكن أن يصل طولها إلى 1.2 متر (4 أقدام) ووزنها إلى 20 كجم (45 رطلاً)، هذا المخلوق قادر على توليد والتحكم في تفريغ ما يصل إلى 450 فولت من الكهرباء، يستخدم قوته للدفاع عن نفسه واصطياد الفريسة.

يتكون العضو الكهربائي من أنسجة عضلية معدلة، ويشكل طبقة هلامية رقيقة أسفل جلد السمكة الرقيق العاري، مع أن الصدمة الكهربائية التي يمكن أن تحدثها سمكة السلور الكهربائية كافية لقتل إنسان. فإنه لا توجد حالات موثقة لوفيات بشرية ناجمة عن سمكة السلور تتطلب تفريغات متكررة لتكون قاتلة.

شعاع كهربائي (37-220 فولت)

تنتمي أسماك الراي الكهربائية إلى فصيلة Torpediniformes، وهي مشتقة من الكلمة اللاتينية “torpere” التي تعني الصعق أو الشلل. تتمتع هذه المخلوقات الغضروفية المسطحة بالقدرة على إنتاج تفريغ كهربائي يتراوح من 37 فولتًا إلى 220 فولتًا، يتراوح طول هذه الأسماك الصاعقة تحت الماء من 15 سم، ويمكن أن يصل طولها إلى 1.8 متر. ويصل وزنها إلى 200 رطل، ومثل معظم أسماك الراي، تعيش أسماك الراي الكهربائية في القاع، وهي كائنات بطيئة الحركة تعتمد بصورة كبيرة على ذيولها، تتغذى على اللافقاريات والأسماك الصغيرة، وتتربص بالفريسة تحت الرمال أو أي ركيزة أخرى، مستخدمةً كهربائها لصعقها واصطيادها، يتميز الطوربيد الشائع بخمس بقع زرقاء زاهية ذات حواف داكنة على ظهره، مما يسهل التعرف عليه.

جهاز رصد النجوم الكهربائي (50 فولت)

يمتلك مراقبو النجوم فمًا كبيرًا متجهًا لأعلى في رأس كبير بنفس القدر، وعينان في أعلى رؤوسهم، ومن هنا جاء اسمهم. عادتهم المعتادة هي دفن أنفسهم في الرمال، والقفز لأعلى لمهاجمة الفريسة التي تمر فوقهم، لدى بعض الأنواع طعم دودة الشكل ينمو من قاع الفم، ويمكنهم تحريكه لجذب انتباه الفريسة، يمتلك مراقبو النجوم الكهربائيون عضوًا كهربائيًا خلف كل عين، قادر على توليد ما يصل إلى 50 فولتًا من الكهرباء، وهو أكثر من كاف لصعق أو قتل الفريسة.

تعرف أيضًا على: أصوات الحيتان: لغة غامضة في أعماق البحر

تزلج (4 فولت)

هذا المخلوق الغضروفي المسطح يجعل قائمتنا في الأسفل، كونه قادرًا على توليد 4 فولت من التفريغ الكهربائي من أعضائه الكهربائية الضعيفة إلى حد ما. وقد أظهرت كثير من الدراسات أن سمكة الرمح تستخدم تفريغها الكهربائي كوسيلة للتواصل أكثر من صعق فريستها أو الدفاع عنها، تحتوي سمكة الرمح على عضوها الكهربائي داخل ذيلها وكثير من الأنواع التي يبلغ عددها نحو 100 نوع في عائلة سمكة الرمح قادرة على إصدار شحنات كهربائية.

توجد في معظم البحار، وتبقى قريبة من قاع البحر وتحفر فيه لإخفاء نفسها عند الراحة، يمكن لسمكة الرمح أن تخلق فراغًا بينها وبين قاع البحر. مما ينتج عنه شفط يجعل من الصعب على الحيوانات المفترسة تحريك الأسماك، يمكن أن يتراوح طول سمكة الرمح من قدم واحدة إلى أكثر من 20 قدمًا، اعتمادًا على الأنواع أكبر سمكة رمح هي مانتا.

تعرف أيضًا على: أطول رحلة هجرة للحيتان في العالم

استخدام الكهرباء في الصيد والدفاع

الصيد الكهربائي تقنية صيد تعتمد على صيد أنواع الأسماك ومراقبتها عن طريق تمرير تيار كهربائي منخفض عبر الماء، عند تعرض الأسماك للتيار الكهربائي. تثبت، ويستطيع المحترفون المدربون صيدها بسهولة، تعد هذه التقنية أداة مهمة في برامج بحوث وإدارة وصيانة مصايد الأسماك.

يعد الصيد الكهربائي طريقة فعالة لجمع البيانات عن أعداد الأسماك، فهو يتيح طريقة غير مدمرة لمسح أعداد الأسماك وخصائصها في المسطحات المائية الضحلة والأعماق العميقة.

يعتبر الفرق البيانات المجمعة من الصيد بالكهرباء لتحديد حجم مجتمع الأسماك الكهربائية. وتكوينه وصحته. كما تراقب هذه البيانات صحة النظم البيئية المائية، وتقيم آثار الأنشطة البشرية على تجمعات الأسماك. وتسهم في اتخاذ قرارات إدارة الموارد، أكثر أنواع الصيد الكهربائي شيوعًا هو استخدام قارب مزود بقطبين كهربائيين متصلين بمولد كهربائي، تصعق الكهرباء الأسماك مؤقتًا وتثبتها، ليتم جمعها بشبكة غاطسة أو شباك، تستهدف هذه التقنية أسماكًا من مناطق محددة، مما يجعلها أداة فعالة للبحث والرصد.

علاوة علي ذلك الفرق تقنية الصيد الكهربائي لإجراء مسوحات وتقييمات للأسماك، وإدارة مصائد الأسماك. وجمع الأسماك، والبحوث. تعد هذه التقنية أداة فعالة ومهمة لإدارة أعداد الأسماك، تجمع هذه التقنية بيانات مهمة، مثل حالة الأسماك ومعدلات الصيد، ويستخدمها فريقنا لتحديد مناطق الاستغلال المفرط واتخاذ القرارات اللازمة لتحسين صحة وإنتاجية مصائد الأسماك.

دور الصيد الكهربائي في دراسة تجمعات الأسماك

يستخدم الصيد الكهربائي عادة في البحوث، والإدارة، والأنشطة الترفيهية، في الأنهار والجداول والمسطحات المائية الأخرى. سيستفيد من الصيد الكهربائي علماء الأحياء السمكية، وعلماء الأحياء البرية، والهيئات البيئية، وغيرهم من المتخصصين في مصايد الأسماك المشاركين في إدارة الأسماك والبحوث، إنها تقنية مسح سكاني غير جراحية نسبيًا.

تمكن الباحثين من اصطياد أعداد كبيرة من الأسماك بسرعة. وبأقل قدر من الإزعاج، تستخدم هذه البيانات لفهم بنية ووظيفة مجموعات الأسماك. وتقييم آثار الأنشطة البشرية عليها، والمساعدة في اتخاذ قرارات إدارية مستنيرة. بعد اصطيادها، تطلق الأسماك بسرعة في الماء، عادة ما يكون التأثير المذهل للصيد الكهربائي مؤقتًا، وعادة ما تتعافى الأسماك بسرعة، وتعود إلى سلوكها الطبيعي بعد مدّة وجيزة من إطلاقها.

تعرف أيضًا على: أسماك الزينة دليل العناية الكاملة في المنزل

التطبيقات العلمية المستوحاة من الأسماك الكهربائية

لماذا تنتج الأسماك الكهرباء؟

• تنتج الأسماك الكهرباء من أجل البقاء على قيد الحياة، وذلك عبر استخدامها لأغراض متعددة. مثل الدفاع عن النفس ضد الأعداء. واصطياد الفرائس، والتنقل وتحديد الموقع في المياه العكرة، والتواصل مع أسماك من نفس النوع.
• منذ أكثر من ألفي عام، استخدمت الحضارات القديمة، كاليونانيين والمصريين والرومان، الأسماك الكهربائية في الطب، وكانت هذه الطريقة متقدمة بشكل مدهش في عصرها.
• تم تطبيق أشعة الطوربيد على الرأس لعلاج الصداع النصفي، أو على المفاصل لعلاج التهاب المفاصل.
• ساعدت صدماتهم الكهربائية الخفيفة في تخدير الألم بصورة طبيعية.
• تعد هذه الممارسة واحدة من أقدم أشكال العلاج بالكهرباء المسجلة.
• من المثير للاهتمام أن نرى كيف أسهمت العلاجات الطبيعية في تشكيل الأدوات المبكرة للطب فلا حاجة لأسلاك أو بطاريات.

تسكين الألم بشكل طبيعي: الأسماك الكهربائية وتحفيز الأعصاب

• أكد العلم الحديث أن الأسماك الكهربائية تخفف الألم بطرق تحاكي أجهزة التحفيز الكهربائي للأعصاب عبر الجلد الحالية. إليك الطريقة:
• تعمل الصدمات الكهربائية على مقاطعة إشارات الألم عن طريق تحفيز الأعصاب المحيطة.
• وهذا يقلل من الانزعاج بطريقة غير جراحية ودون أدوية.
• بالنسبة لمن يبحثون عن تسكين طبيعي للألم، يمثل هذا نموذجًا مهمًا. يواصل العلماء دراسة كيفية تعزيز الكهرباء الحيوية المولدة من الأسماك لعلاجات الألم.

فهم الدماغ: الأسماك ذات الحافة العصبية المذهلة

الأسماك الكهربائية ليست مجرد صادمة، بل هي موهوبة عصبيًا، تشريحها يجعلها مثالية لدراسة الجهاز العصبي. وقد استخدمها العلماء لاستكشاف:

معالجة الإشارات العصبية، تقنيات رسم خرائط الدماغ، التحكم الكهربائي العضلي. ويمكن أن يمهد هذا البحث الطريق لتحسين علاجات أمراض مثل التصلب المتعدد، والصرع، وتنكس الأعصاب.

الأمل في الغد: الطب التجديدي والأسماك الكهربائية

هل تعلم أن بعض الأسماك الكهربائية قادرة على تجديد أجزاء من جهازها العصبي؟ قد تحدث هذه القدرة المذهلة نقلة نوعية في الطب البشري، ويقوم الباحثون حاليًا بالتحقيق في:

• كيف تعمل خلاياهم على إعادة نمو الأعصاب التالفة.
• القدرة على تكييف هذه الآليات مع البشر.
• علاجات إصابات الحبل الشوكي والأمراض العصبية التنكسية.
• قد تؤدي هذه الاكتشافات إلى إعادة تعريف الطب التجديدي، حيث تقود الأسماك الكهربائية هذا الطريق.

أماكن تواجد هذه الأنواع في العالم

أماكن تواجد أنواع الأسماك الكهربائية في العالم:

• سمك الفيل

سمك ضعيف الكهرباء، متوطن في الأنهار بطيئة الجريان في أفريقيا جنوب الصحراء الكبرى.

• راجا جنس

من أسماك الورنك الكهربائية من فصيلة الراجيديات. يمكن العثور عليها في شرق المحيط الأطلسي والبحر الأبيض المتوسط ​​والمحيط الهندي على أعماق تصل إلى 2600 قدم.

• سمك السلور الكهربائي

سمكة كهربائية قوية، موطنها الأصلي أنهار وبحيرات المياه العذبة في أفريقيا. بما في ذلك نهر النيل وبحيرة تشاد.

• الطوربيد

جنس من أسماك الراي الكهربائي تعيش هذه الأسماك بصورة رئيسة في البحر الأبيض المتوسط. ​​وأجزاء من شرق المحيط الأطلسي على أعماق تصل إلى نحو 1475 قدمًا.

• رصاد النجوم الكهربائيين

ينتشرون بكثرة على طول سواحل المحيط الأطلسي والمحيط الهادئ في أمريكا الشمالية. وعلى الساحل الشمالي لأمريكا الجنوبية.

• أسماك الرعاد

سمك الرعاد هو مجموعة من الأسماك الكهربائية. التي تمتلك قدرة على توليد صدمات كهربائية قوية لحماية نفسها. وصيد فرائسها، توجد عدة أنواع مختلفة منه. مثل الأنقليس الرعاد في أمريكا الجنوبية، وسمك الرعاش النيلي في أفريقيا، ويمكن لبعضها إنتاج تيار كهربائي قوي بما يكفي لإصابة الإنسان بصدمات حرجة. [2]

ختاما، تقسم الأسماك الكهربائية عمومًا إلى نوعين: أسماك كهربائية قوية وأسماك كهربائية ضعيفة. تتميز الأسماك الكهربائية القوية بتفريغ كهربائي ذي قوة كافية لصعق كل من الفرائس. والمفترسات المحتملة، تتراوح نبضات تفريغها عادة بين 10 و150 فولت، مع أن بعض الأسماك، والثعابين البحرية تكون أقوى بكثير. عادة ما تكون نبضة تفريغ الأسماك الكهربائية الضعيفة أقل من فولت واحد. وتستخدم بصورة أساسية للملاحة والتواصل وتحديد مواقع الأجسام.

الأسئلة الشائعة

س. ما هي الأسماك الكهربائية؟

ج. الأسماك الكهربائية هي أنواع من الأسماك تستطيع توليد كهرباء داخل أجسامها. بفضل خلايا خاصة تسمى الخلايا الكهربائية.

س. لماذا تنتج الأسماك الكهربائية الكهرباء؟

ج. تستخدم الكهرباء من أجل الدفاع عن نفسها، أو اصطياد الفرائس، أو التواصل مع الأسماك الأخرى، إنها وسيلتها للبقاء في بيئتها.

س. ما أشهر أنواع الأسماك الكهربائية؟

ج. من أشهرها سمكة الأنقليس الكهربائي، وسمكة القط الكهربائي. وسمكة الراي الكهربائي.

س. كم تبلغ قوة الكهرباء التي تنتجها بعض الأسماك؟

ج. يمكن لبعضها، مثل الأنقليس الكهربائي، أن يولد جهدًا يصل إلى 600 فولت. وهو كاف لصعق فريسة كبيرة أو إرباك عدو.

س. هل تشكّل الأسماك الكهربائية خطرًا على الإنسان؟

ج. بعضها قد يكون خطرًا عند اللمس المباشر، لا سيما الأنقليس الكهربائي. لكنه نادراً ما يهاجم الإنسان إلا إذا شعر بالتهديد.

• labxchange How Do Electric Fish Produce Electricity? _بتصرف
• a-z-animals Types of Electric Fish: Discover 10 Shocking Fish _بتصرف

مشاركة المقال

وسوم