How do fish make electricity? - Eleanor Nelsen

3,422,854 views ・ 2017-11-30

TED-Ed


Пожалуйста, дважды щелкните на английские субтитры ниже, чтобы воспроизвести видео.

Переводчик: Ksenia Khorkova Редактор: Ростислав Голод
00:08
In 1800, the explorer Alexander von Humboldt
0
8113
4132
В 1800 году учёный-натуралист Александр фон Гумбольдт
00:12
witnessed a swarm of electric eels leap out of the water
1
12245
3989
наблюдал, как косяк электрических угрей выпрыгнул из воды,
00:16
to defend themselves against oncoming horses.
2
16234
3600
чтобы защититься от приближающихся лошадей.
00:19
Most people thought the story so unusual that Humboldt made it up.
3
19834
4601
Многим история показалась необычной, и они подумали, что Гумбольдт всё выдумал.
00:24
But fish using electricity is more common than you might think;
4
24435
4361
Но рыбы, использующие электричество, встречаются чаще, чем вы думаете;
00:28
and yes, electric eels are a type of fish.
5
28796
4139
и да, существует такой вид рыб — электрические угри.
00:32
Underwater, where light is scarce,
6
32935
2190
Под водой, где мало света,
00:35
electrical signals offer ways to communicate,
7
35125
2649
электрические сигналы дают возможность для коммуникации,
00:37
navigate,
8
37774
1087
навигации
00:38
and find—plus, in rare cases, stun—prey.
9
38861
4831
и служат для поиска, а в редких случаях — и для обездвижения жертвы.
00:43
Nearly 350 species of fish have specialized anatomical structures
10
43692
5443
Приблизительно 350 видов рыб имеют специальные анатомические образования,
00:49
that generate and detect electrical signals.
11
49135
3672
которые генерируют и регистрируют электрические сигналы.
00:52
These fish are divided into two groups,
12
52807
2439
Эти рыбы делятся на две группы
00:55
depending on how much electricity they produce.
13
55246
3362
в зависимости от того, сколько электричества они вырабатывают.
00:58
Scientists call the first group the weakly electric fish.
14
58608
4979
Учёные называют первую группу рыбами со слабыми электрическими свойствами.
01:03
Structures near their tails called electric organs
15
63587
2819
Органы рядом с хвостом, называемые электрическими органами,
01:06
produce up to a volt of electricity, about two-thirds as much as a AA battery.
16
66406
6101
генерируют до одного вольта электричества, почти две трети от пальчиковой батарейки.
01:12
How does this work?
17
72507
2090
Как это работает?
01:14
The fish's brain sends a signal through its nervous system to the electric organ,
18
74597
4471
Мозг рыбы посылает сигнал через нервную систему к электрооргану,
01:19
which is filled with stacks of hundreds
19
79068
2220
который заполнен стопками из сотен или тысяч
01:21
or thousands of disc-shaped cells called electrocytes.
20
81288
5970
похожих на диски клеток, которые называются электроцитами.
01:27
Normally, electrocytes pump out sodium and potassium ions
21
87258
4180
Обычно электроциты вытесняют ионы натрия и калия
01:31
to maintain a positive charge outside and negative charge inside.
22
91438
5369
для поддержания положительного снаружи и отрицательного заряда внутри.
01:36
But when the nerve signal arrives at the electrocyte,
23
96807
3113
Но когда сигнал из нервной системы доходит до электроцита,
01:39
it prompts the ion gates to open.
24
99920
3629
он провоцирует открытие ионных каналов.
01:43
Positively charged ions flow back in.
25
103549
4160
Положительно заряженные ионы возвращаются назад внутрь.
01:47
Now, one face of the electrocyte is negatively charged outside
26
107709
4320
Теперь один конец электроцита заряжен отрицательно снаружи
01:52
and positively charged inside.
27
112029
2670
и положительно внутри.
01:54
But the far side has the opposite charge pattern.
28
114699
4072
Но у противоположного конца противоположные заряды.
01:58
These alternating charges can drive a current,
29
118771
2649
Эти переменные заряды могут создавать ток,
02:01
turning the electrocyte into a biological battery.
30
121420
5071
превращая электроцит в своеобразную биологическую батарею.
02:06
The key to these fish's powers is that nerve signals are coordinated
31
126491
4158
Ключ к этой способности состоит в том, что сигналы скоординированы таким образом,
02:10
to arrive at each cell at exactly the same time.
32
130649
4382
чтобы дойти до каждой клетки в одно и то же время.
02:15
That makes the stacks of electrocytes act like thousands of batteries in series.
33
135031
6049
Поэтому стопки электроцитов действуют как тысячи последовательных батарей.
02:21
The tiny charges from each one add up to an electrical field
34
141080
3243
Крохотные заряды каждой батареи образуют электрическое поле,
02:24
that can travel several meters.
35
144323
2738
которое может перемещаться на несколько метров.
02:27
Cells called electroreceptors buried in the skin
36
147061
3079
Клетки, называемые электрорецепторами и находящиеся в коже,
02:30
allow the fish to constantly sense this field
37
150140
2981
позволяют рыбе постоянно ощущать это поле
02:33
and the changes to it caused by the surroundings or other fish.
38
153121
4901
и изменения в нём, вызванные окружающей средой или другими рыбами.
02:38
The Peter’s elephantnose fish, for example,
39
158022
2470
Гнатонем Петерса, или нильский слоник, например,
02:40
has an elongated chin called a schnauzenorgan
40
160492
3181
обладает удлинённым, похожим на хобот отростком на подбородке,
02:43
that's riddled in electroreceptors.
41
163673
2430
который усеян электрическими рецепторами.
02:46
That allows it to intercept signals from other fish,
42
166103
2789
Это позволяет рыбе принимать сигналы от других рыб,
02:48
judge distances,
43
168892
1900
оценивать расстояние,
02:50
detect the shape and size of nearby objects,
44
170792
3001
определять форму и размеры близлежащих объектов
02:53
and even determine whether a buried insect is dead or alive.
45
173793
5008
или даже определять, живы или мертвы плавающие на поверхности воды насекомые.
02:58
But the elephantnose and other weakly electric fish
46
178801
2501
Но слоник и другие виды слабоэлектрических рыб
03:01
don't produce enough electricity to attack their prey.
47
181302
4100
не вырабатывают достаточно электричества для того, чтобы атаковать жертву.
03:05
That ability belongs to the strongly electric fish,
48
185402
3171
Этой способностью обладают рыбы с сильными электрическими свойствами,
03:08
of which there are only a handful of species.
49
188573
3221
видов которых очень немного.
03:11
The most powerful strongly electric fish is the electric knife fish,
50
191794
4598
Самая мощная сильноэлектрическая рыба — это электрическая рыба-нож,
03:16
more commonly known as the electric eel.
51
196392
4121
больше известная как электрический угорь.
03:20
Three electric organs span almost its entire two-meter body.
52
200513
4887
Три электрооргана охватывают почти всё её двухметровое тело.
03:25
Like the weakly electric fish,
53
205400
1954
Как и слабоэлектрические рыбы,
03:27
the electric eel uses its signals to navigate and communicate,
54
207354
3606
электрический угорь использует сигналы для навигации и коммуникации,
03:30
but it reserves its strongest electric discharges for hunting
55
210960
3724
но самые сильные электрические заряды он приберегает для охоты,
03:34
using a two-phased attack that susses out and then incapacitates its prey.
56
214684
5589
при помощи двухфазной атаки находит, а затем и обездвиживает жертву.
03:40
First, it emits two or three strong pulses,
57
220273
3722
Сначала он выпускает пару сильных импульсов
03:43
as much as 600 volts.
58
223995
2449
напряжением в 600 вольт.
03:46
These stimulate the prey's muscles, sending it into spasms
59
226444
3290
Эти импульсы вызывают спазмы мускулов жертвы
03:49
and generating waves that reveal its hiding place.
60
229734
3311
и генерируют волны, выдающие место её укрытия.
03:53
Then, a volley of fast, high-voltage discharges
61
233045
2880
Сразу же после этого высоковольтные разряды
03:55
causes even more intense muscle contractions.
62
235925
3369
вызывают ещё более сильные сокращения мышц.
03:59
The electric eel can also curl up so that the electric fields
63
239294
3801
Угорь также может свернуться так, что электрические поля,
04:03
generated at each end of the electric organ overlap.
64
243095
4154
возникающие на каждом конце электрического органа, пересекаются.
04:07
The electrical storm eventually exhausts and immobilizes the prey,
65
247249
3690
Электрический шторм в конце концов выматывает и обездвиживает жертву,
04:10
and the electric eel can swallow its meal alive.
66
250939
3951
и электрический угорь может живьём проглотить свой обед.
04:14
The other two strongly electric fish are the electric catfish,
67
254890
3660
Два других вида сильноэлектрических рыб — это электрический сом,
04:18
which can unleash 350 volts
68
258550
2385
который может высвободить 350 вольт
04:20
with an electric organ that occupies most of its torso,
69
260935
2971
при помощи электрооргана, занимающего большую часть его тела,
04:23
and the electric ray, with kidney-shaped electric organs on either side of its head
70
263906
5560
и электрический скат с почкоподобными электроорганами по бокам головы,
04:29
that produce as much as 220 volts.
71
269466
3380
которые вырабатывают 220 вольт.
04:32
There is one mystery in the world of electric fish:
72
272846
2872
Однако в мире электрических рыб существует одна неразгаданная тайна:
04:35
why don't they electrocute themselves?
73
275718
3718
почему они сами себя не оглушают током?
04:39
It may be that the size of strongly electric fish
74
279436
2712
Возможно, что размер сильноэлектрических рыб
04:42
allows them to withstand their own shocks,
75
282148
2649
позволяет им выдержать их собственные разряды
04:44
or that the current passes out of their bodies too quickly.
76
284797
3668
или ток выходит из их тел слишком быстро.
04:48
Some scientists think that special proteins may shield the electric organs,
77
288465
4582
Учёные думают, что специальные белки могут защищать электроорганы,
04:53
but the truth is, this is one mystery science still hasn't illuminated.
78
293047
4910
но на самом деле это одна из загадок, которую наука пока ещё не раскрыла.
Об этом сайте

Этот сайт познакомит вас с видеороликами YouTube, полезными для изучения английского языка. Вы увидите уроки английского языка, преподаваемые высококлассными учителями со всего мира. Дважды щелкните по английским субтитрам, отображаемым на каждой странице видео, чтобы воспроизвести видео оттуда. Субтитры прокручиваются синхронно с воспроизведением видео. Если у вас есть какие-либо комментарии или пожелания, пожалуйста, свяжитесь с нами, используя эту контактную форму.

https://forms.gle/WvT1wiN1qDtmnspy7