How do fish make electricity? - Eleanor Nelsen

תרגום: Ido Dekkers עריכה: Sigal Tifferet

In 1800, the explorer Alexander von Humboldt

ב 1800, החוקר אלכסנדר פון האמבולט

witnessed a swarm of electric eels leap out of the water

צפה בלהקת צלופחים חשמליים קופצים מהמים

to defend themselves against oncoming horses.

כדי להגן על עצמם נגד סוסים מתקרבים.

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

רוב האנשים חשבו שהסיפור כל כך מוזר שהאמבולט המציא אותו.

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

אבל דגים שמשתמשים בחשמל הם יותר נפוצים ממה שאתם חושבים;

and yes, electric eels are a type of fish.

וכן, צלופחים חשמליים הם סוג של דג.

Underwater, where light is scarce,

מתחת למים, שם האור נדיר,

electrical signals offer ways to communicate,

אותות חשמליים מאפשרים דרכים לתקשר,

navigate,

לנווט,

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

ולגלות -- ובמקרים נדירים להמם -- טרף.

Nearly 350 species of fish have specialized anatomical structures

לכמעט 350 מינים של דגים יש מבנים אנטומיים מיוחדים

that generate and detect electrical signals.

שמייצרים ומזהים אותות חשמליים.

These fish are divided into two groups,

הדגים האלה מחולקים לשתי קבוצות,

depending on how much electricity they produce.

תלוי בכמה חשמל הם מייצרים.

Scientists call the first group the weakly electric fish.

מדענים קוראים לקבוצה הראשונה הדגים החשמליים החלשים.

Structures near their tails called electric organs

מבנים ליד הזנב שלהם נקראים אברים חשמליים

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

שמייצרים עד לוולט של חשמל, בערך שני שליש מסוללת AA.

How does this work?

איך הוא עובד?

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

מוח הדג שולח אותות דרך מערכת העצבים שלו לאיבר החשמלי,

which is filled with stacks of hundreds

שמלא בערמות של מאות

or thousands of disc-shaped cells called electrocytes.

או אלפי תאים דמויי דיסק שנקראים אלקטרוציטים.

Normally, electrocytes pump out sodium and potassium ions

באופן נורמלי, אלקטרוציטים שואבים יוני נתרן ואשלגן

to maintain a positive charge outside and negative charge inside.

כדי לתחזק מטען חיובי בחוץ ומטען שלילי בפנים.

But when the nerve signal arrives at the electrocyte,

אבל כשאות העצב מגיע לאלקטרוציטים,

it prompts the ion gates to open.

הוא פותח את שערי היונים.

Positively charged ions flow back in.

יונים טעונים חיובית זורמים חזרה פנימה.

Now, one face of the electrocyte is negatively charged outside

עכשיו, פן אחד של אלקטרוציטים טעון שלילית בחוץ

and positively charged inside.

וטעון חיובית בפנים.

But the far side has the opposite charge pattern.

אבל לצד המרוחק יש צורת מטען מנוגדת.

These alternating charges can drive a current,

המטען המשתנה יכול להניע זרם,

turning the electrocyte into a biological battery.

והופך את האלקטרוציטים לסוללה ביולוגית.

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

המפתח לכוח הדגים הוא שאותות העצב מתואמים

to arrive at each cell at exactly the same time.

להגיע לכל תא בדיוק באותו זמן.

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

זה גורם לערמה של אלקטרוציטים לפעול כמו אלפי סוללות בטור.

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

המטענים הזעירים מכל אחד מוספים לשדה חשמלי

that can travel several meters.

שיכול לנוע מספר מטרים.

Cells called electroreceptors buried in the skin

תאים שנקראים אלקטרו קולטנים קבורים מתחת לעור

allow the fish to constantly sense this field

מאפשרים לדגים לחוש כל הזמן את השדה

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

והשינויים בו שנגרמים על ידי הסביבה או דגים אחרים.

The Peter’s elephantnose fish, for example,

לדג אף הפיל של פיטר לדוגמה,

has an elongated chin called a schnauzenorgan

יש סנטר מוארך שנקרא שנאוצנאורגן

that's riddled in electroreceptors.

שמלא באלקטרו קולטנים.

That allows it to intercept signals from other fish,

שמאפשרים לו לקלוט אותות מדגים אחרים,

judge distances,

לשפוט מרחק,

detect the shape and size of nearby objects,

לזהות את הצורות והגדלים של עצמים קרובים,

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

ואפילו לקבוע אם חרק קבור הוא חי או מת.

But the elephantnose and other weakly electric fish

אבל אף הפיל ודגים חשמליים חלשים אחרים

don't produce enough electricity to attack their prey.

לא מייצרים מספיק חשמל כדי לתקוף טרף.

That ability belongs to the strongly electric fish,

היכולת הזו שייכת לדגים החשמלים החזקים,

of which there are only a handful of species.

מהם יש רק מעט מינים.

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

הדג הכי חזק חשמלית הוא דג הסכין החשמלי,

more commonly known as the electric eel.

שידוע יותר כצלופח החשמלי.

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

שלושה אברים חשמליים נמתחים כמעט לאורך כל גופו בן שני המטר.

Like the weakly electric fish,

כמו הדגים החשמליים החלשים,

the electric eel uses its signals to navigate and communicate,

הצלופח החשמלי משתמש באותות שלו כדי לנווט ולתקשר,

but it reserves its strongest electric discharges for hunting

אבל הוא שומר את המטענים החזקים ביותר שלו לציד

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

ומשתמש במתקפה דו שלבית שתופסת ואז משביתה את הטרף שלו.

First, it emits two or three strong pulses,

ראשית, הוא משגר שניים או שלושה פולסים חזקים,

as much as 600 volts.

עד 600 וולט.

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

אלה מגרים את שרירי הטרף, ומכניסים אותו לעוויתות

and generating waves that reveal its hiding place.

ומייצרים גלים שמגלים את מקום מחבואו.

Then, a volley of fast, high-voltage discharges

אז, מטח של מטענים מהירים עם מתח גבוה

causes even more intense muscle contractions.

שגורמים לעוויתות שרירים אפילו יותר חזקות.

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

הצלופח החשמלי מתעקל כך שהשדות החשמליים

generated at each end of the electric organ overlap.

שמיוצרים בכל צד של האיבר השמלי חופפים.

The electrical storm eventually exhausts and immobilizes the prey,

הסופה החשמלית מעייפת ולבסוף ומשתקת את הטרף,

and the electric eel can swallow its meal alive.

והצלופח החשמלי יכול לבלוע את הארוחה בחיים.

The other two strongly electric fish are the electric catfish,

שני הדגים החשמלים החזקים האחרים הם דג החתול החשמלי,

which can unleash 350 volts

שיכול לייצר 350 וולט

with an electric organ that occupies most of its torso,

עם איבר חשמלי שמאכלס את רוב הגוף שלו,

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

והתריסנית החשמלית, עם איבר חשמלי דמוי כליה בכל צד של ראשה

that produce as much as 220 volts.

שמייצר עד 220 וולט.

There is one mystery in the world of electric fish:

יש מסתורין אחד בעולם של דגים חשמלים:

why don't they electrocute themselves?

למה הם לא מחשמלים את עצמם?

It may be that the size of strongly electric fish

אולי בגלל שהגודל של דגים חשמליים גדולים

allows them to withstand their own shocks,

מאפשר להם לעמוד בשוקים שלהם,

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

או שהזרם עובר החוצה מהגוף שלהם במהירות גבוהה מדי.

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

כמה מדענים חושבים שחלבונים מיוחדים מגנים על האיברים החשמליים שלהם,

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

אבל האמת היא, שזו תעלומה אחת שהמדענים עדיין לא פתרו.