How do fish make electricity? - Eleanor Nelsen

Fordító: Gábor Fenyvesi Lektor: Reka Lorinczy

In 1800, the explorer Alexander von Humboldt

1800-ban a felfedező, Alexander von Humboldt szemtanúja volt,

ahogy egy egész raj elektromos angolna kiugrik a vízből,

witnessed a swarm of electric eels leap out of the water

to defend themselves against oncoming horses.

hogy így védekezzen az érkező lovakkal szemben.

Most people thought the story so unusual that Humboldt made it up.

Humboldt történetét a legtöbben annyira furcsának tartották, hogy nem hittek neki.

But fish using electricity is more common than you might think;

Az elektromosságot használó halak azonban gyakoribbak, mint gondolnánk;

and yes, electric eels are a type of fish.

és igen, az elektromos angolnák is halak.

Underwater, where light is scarce,

A víz alatt, ahol kevés a fény,

az elektromos jelek használata kiváló kommunikációra,

electrical signals offer ways to communicate,

navigate,

tájékozódásra,

and find—plus, in rare cases, stun—prey.

a zsákmány felkutatására, vagy időnként elkábítására.

Nearly 350 species of fish have specialized anatomical structures

Közel 350 halfaj rendelkezik speciális szervvel,

that generate and detect electrical signals.

mely képes elektromos mezőt generálni és érzékelni.

These fish are divided into two groups,

Ezeket a halakat két csoportba osztjuk

a termelt elektromosságtól függően.

depending on how much electricity they produce.

Scientists call the first group the weakly electric fish.

A tudósok az első csoportba a gyenge elektromosságú halakat sorolják.

Structures near their tails called electric organs

A faroknál található elektromos szervük

produce up to a volt of electricity, about two-thirds as much as a AA battery.

maximum egy volt feszültséget, a ceruzaelem kb. kétharmadát állítja elő.

How does this work?

Hogyan működik?

The fish's brain sends a signal through its nervous system to the electric organ,

A hal agya jelet küld az idegrendszeren át az elektromos szervnek,

which is filled with stacks of hundreds

melyben több százezer lemez alakú sejt van,

or thousands of disc-shaped cells called electrocytes.

amiket elektrocitáknak neveznek.

Normally, electrocytes pump out sodium and potassium ions

Normál esetben az elektrociták nátrium és kálium ionokat pumpálnak ki,

to maintain a positive charge outside and negative charge inside.

hogy fenntartsák a kinti pozitív és a benti negatív töltést.

But when the nerve signal arrives at the electrocyte,

Amikor azonban a jel megérkezik az elektrocitához,

it prompts the ion gates to open.

kinyitja az ionkapukat.

Positively charged ions flow back in.

Pozitív töltésű ionok áramlanak be.

Now, one face of the electrocyte is negatively charged outside

Az elektrociták egyik oldala negatív töltésű kívülről,

és pozitív töltésű belülről.

and positively charged inside.

But the far side has the opposite charge pattern.

A túloldalán viszont ellentétes a töltés sorrendje.

Ennek a töltésváltozásnak hatására létrejön az elektromos áram,

These alternating charges can drive a current,

turning the electrocyte into a biological battery.

és ezáltal az elektrociták élő akkumulátorként működnek.

The key to these fish's powers is that nerve signals are coordinated

A halak képességének kulcsa, hogy az ingerületi jelek

to arrive at each cell at exactly the same time.

mind ugyanakkor érkeznek meg az összes sejthez.

Emiatt a halom elektrocita úgy viselkedik, mint ezernyi sorba kötött akkumulátor.

That makes the stacks of electrocytes act like thousands of batteries in series.

A sok apró töltés együttesen egy több méter távolságra terjedő

The tiny charges from each one add up to an electrical field

that can travel several meters.

elektromos teret hoz létre.

A bőrbe ágyazott elektromos érzékelősejtek

Cells called electroreceptors buried in the skin

allow the fish to constantly sense this field

teszik képessé a halat a mező és az abban a környezet

and the changes to it caused by the surroundings or other fish.

vagy más hal által okozott változás folyamatos érzékelésére.

Az elefánthal nyújtott állkapcsa például

The Peter’s elephantnose fish, for example,

has an elongated chin called a schnauzenorgan

egy elektromosimpulzus-szerv,

that's riddled in electroreceptors.

melyet elektromos érzéksejtek borítanak.

Ezáltal tudja fogni más halak jeleit,

That allows it to intercept signals from other fish,

judge distances,

felmérni távolságokat,

detect the shape and size of nearby objects,

észlelni közeli tárgyak méretét és alakját,

and even determine whether a buried insect is dead or alive.

vagy azt, hogy egy eltemetett rovar él-e még vagy nem.

But the elephantnose and other weakly electric fish

Az elefánthal és más gyenge elektromosságú halak azonban

don't produce enough electricity to attack their prey.

nem termelnek elég áramot áldozatuk megtámadásához.

Arra csak az erős elektromosságúak képesek,

That ability belongs to the strongly electric fish,

amiből alig néhány faj létezik.

of which there are only a handful of species.

The most powerful strongly electric fish is the electric knife fish,

A legerősebb elektromosságú halak az elektromoskés-halak,

more commonly known as the electric eel.

vagy más nevén elektromos angolnák.

A három elektromos szerv szinte teljesen befedi kétméteres testük.

Three electric organs span almost its entire two-meter body.

Like the weakly electric fish,

Ahogy a gyenge elektromosságú halak,

the electric eel uses its signals to navigate and communicate,

úgy az elektromos angolna is jelek által tájékozódik és kommunikál,

but it reserves its strongest electric discharges for hunting

de legerősebb elektromos kisülését csak vadászatra használja,

using a two-phased attack that susses out and then incapacitates its prey.

melyben egy két lépéses támadással kiugrasztja, majd megbénítja áldozatát.

First, it emits two or three strong pulses,

Először két vagy három erős impulzust bocsát ki

as much as 600 volts.

600 volt feszültséggel.

These stimulate the prey's muscles, sending it into spasms

Ezek az áldozat izmainak összerándulását eredményezik,

and generating waves that reveal its hiding place.

az így keltett hullámok pedig elárulják a rejtekhelyét.

Majd a gyors, magas feszültségű kisülések zápora

Then, a volley of fast, high-voltage discharges

causes even more intense muscle contractions.

még erősebb izom-összehúzódásokat eredményez.

Az elektromos angolna úgy is fel tud tekeredni,

The electric eel can also curl up so that the electric fields

generated at each end of the electric organ overlap.

hogy az elektromos szerv két végén generált elektromos mező fedje egymást.

Ez az elektromos vihar végül kifárasztja és megbénítja az áldozatot,

The electrical storm eventually exhausts and immobilizes the prey,

and the electric eel can swallow its meal alive.

így az elektromos angolna élve lenyelheti.

The other two strongly electric fish are the electric catfish,

A másik két erősen elektromos hal az elektromos harcsa,

which can unleash 350 volts

mely a törzsének többségét fedő

with an electric organ that occupies most of its torso,

elektromos szervével 350 volt feszültséget képes elszabadítani,

and the electric ray, with kidney-shaped electric organs on either side of its head

és az elektromos rája, melynek a feje két oldalán lévő vese alakú elektromos szervei

that produce as much as 220 volts.

nem kevesebb, mint 220 volt feszültséget generálnak.

There is one mystery in the world of electric fish:

Egy dolog azonban rejtély az elektromos halak körül:

why don't they electrocute themselves?

miért nem rázzák meg saját maguk?

It may be that the size of strongly electric fish

Lehet, hogy méretük segíti az erős elektromosságú halakat

allows them to withstand their own shocks,

saját elektromos sokkjuk kivédésében,

or that the current passes out of their bodies too quickly.

de az is lehet, hogy a feszültség túl gyorsan hagyja el a testüket.

Some scientists think that special proteins may shield the electric organs,

Néhány tudós szerint speciális fehérjék védhetik az elektromos szervük,

but the truth is, this is one mystery science still hasn't illuminated.

de az igazság az, hogy erre a rejtélyre a tudomány még nem talált megoldást.