Электрический угорь — как рыба вырабатывает 860 вольт

Больше двух с половиной веков считалось, что электрический угорь на свете один-единственный. В 2019 году генетики разделили его на три вида — и один из них тут же поставил рекорд для всего живого мира: 860 вольт.

С настоящими угрями эта рыба не в родстве. Electrophorus относится к отряду гимнотообразных — южноамериканских рыб-ножей, ближайшая крупная родня которых сомы, а не Anguilliformes. Название прижилось из-за формы тела: длинного, цилиндрического, голого, без чешуи, с волнистым анальным плавником вдоль всего брюха вместо привычного хвостового.

Живут они в бассейнах Амазонки и Ориноко, в притоках, старицах, заболоченных поймах и мутных ручьях. Спина тёмная, серо-бурая, брюхо оранжевое или желтоватое. Длина взрослой рыбы доходит до двух с половиной метров, вес — до двадцати килограммов; крупнее среди гимнотообразных нет никого. Рот квадратный, на конце морды. Молодь ест беспозвоночных, взрослые переходят на рыбу, иногда добывают мелких позвоночных.

Вода в этих местах бедна кислородом, и жабры угря с задачей не справляются. Дышит он воздухом: поднимается к поверхности примерно каждые десять минут и захватывает его ртом, слизистая которого пронизана сосудами. Если не дать рыбе всплыть, она задохнётся.

Ранее мы писали о способностях животных, которым люди пытаются подражать.

Как устроена живая батарея

Электричество вырабатывают три парных органа — главный, орган Хантера и орган Саха. Вместе они занимают около четырёх пятых длины тела; на всё остальное, включая внутренности, приходится передняя пятая часть.

Органы набраны из плоских клеток-электроцитов, сложенных стопками, как элементы в батарее. Каждая клетка сама по себе даёт около 0,15 вольта — ничтожную величину. Но по команде мозга нервные окончания разом открывают ионные каналы, натрий и калий устремляются через мембраны, и разности потенциалов пяти-шести тысяч клеток складываются последовательно.

На выходе получается разряд в сотни вольт при силе тока около ампера. Длится он меньше миллисекунды, а серия импульсов идёт с частотой в несколько сотен в секунду.

Зачем угрю разряды разной силы

Слабые импульсы — это навигация. Мутная вода и ночная охота лишают зрение смысла, поэтому рыба постоянно создаёт вокруг себя электрическое поле и по искажениям определяет, где коряга, где берег, где живое тело. Рецепторы, считывающие эти искажения, разбросаны по всей коже.

Мощные разряды работают иначе. Импульс проходит сквозь тело жертвы и напрямую активирует её двигательные нервы — мышцы сокращаются помимо воли животного. Нейробиолог Кеннет Катания показал, что угорь пользуется этим дважды: сначала выпускает пару коротких импульсов, от которых спрятавшаяся рыба непроизвольно дёргается и выдаёт себя, а затем бьёт всерьёз и парализует добычу. Крупную жертву угорь при этом сворачивает кольцом, замыкая её между головой и хвостом — так поле в разы плотнее.

Долго считалось, что охотится он в одиночку. В 2021 году на реке Ирири в Бразилии биологи описали другое: больше сотни угрей Electrophorus voltai сбивались в стаю, окружали косяк мелкой рыбы и били по нему согласованными залпами.

Три вида вместо одного

Electrophorus electricus описал Карл Линней в 1766 году, и следующие 253 года род считался монотипным. В сентябре 2019 года группа Карлоса Давида де Сантаны опубликовала результаты анализа ДНК и морфологии 107 экземпляров из разных частей Амазонии. Выяснилось, что под одним именем скрывались три вида, разошедшиеся миллионы лет назад: к прежнему E. electricus добавились Electrophorus voltai и Electrophorus varii.

У одного из них исследователи зафиксировали разряд в 860 вольт — больше, чем известно для любого другого живого существа. Прежний рекорд, продержавшийся десятилетия, составлял 650 вольт.

Читайте также: экзотические животные и их особенности

Почему у видов разная мощность

Ареалы у них поделены довольно чётко. E. electricus держится вод Гвианского щита, E. voltai — высокогорных рек Бразильского щита, E. varii — равнинных участков Амазонии с медленным течением.

Рекордсмен — E. voltai. Объяснение, которое предложили авторы работы, связано с химией воды: в реках, стекающих с древних щитов, растворённых солей мало, а значит, ниже и электропроводность. Чтобы разряд дошёл до цели через такую среду, нужно больше вольт. E. varii живёт на песчаном и илистом дне равнинных водоёмов, где солей больше и ток идёт легче, — и разряды у него слабее.

Опасен ли разряд для человека

Напряжение у угря высокое, но импульс короткий, и через тело человека, стоящего в воде, проходит лишь часть тока. Полевые ихтиологи, собирающие этих рыб сетями, получают удары регулярно и описывают их как резкую болезненную судорогу, после которой рука несколько минут плохо слушается.

Считать разряд безобидным всё же не стоит. Основную опасность представляет не сам ток, а то, что человек в реке от неожиданной судороги теряет ориентацию и может утонуть; редкие смертельные случаи в Амазонии связаны именно с этим. Опасен и повторяющийся контакт: угорь способен выдавать серии разрядов, пока не истощит органы.

А для наземного противника у рыбы есть отдельный приём. Александр фон Гумбольдт в 1800 году описал, как местные жители загоняли в пруд лошадей, чтобы угри разрядились в них, и рассказу долго не верили. В 2016 году Катания снял на видео, как угорь выпрыгивает из воды и прижимается подбородком к предмету, наполовину торчащему над поверхностью, — ток идёт прямо в цель, не рассеиваясь в воде.

Электрический угорь входит и в другую подборку — про десять опасных для человека рыб, где у него хватает соседей с куда более простыми способами защиты: зубами, шипами и ядом.