Электрошок, подводный электролокатор и электрический язык рыб

Искусственное электричество начало свою славную историю 2600 лет назад хорошо известным опытом Фалеса Милетского. Он установил, что, если потереть кусочек янтаря (который по-гречески называется электроном, то "морская смола" приобретает свойство притягивать ягоды бузины. Удивительное свойство получило название электричества.

В лаборатории электричество было получено в XVII в Отто фон Герике, изобретателем электростатической машины, и цивилизация XIX века прошла под знаком электричества. С внедрением в промышленность искусственное электричество стало повседневной потребностью современного человека. Что касается природного электричества, то до конца XVII в. его отождествляли с атмосферным электричеством, грозные проявления которого - молния и гром - в течение тысячелетий наводили ужас на человечество. Его укрощение Франклином, изобретателем громоотвода, было одной из больших побед человека. Но вот опыты итальянца Луиджи Гальвани, проводившиеся примерно в одно и то же время, что и опыты Бенжамина Франклина, выявили еще одну форму природного электричества - органическое электричество, вырабатываемое живыми организмами, имеющими нервную систему. Проводя опыты на земноводных, итальянский ученый установил, что в определенных условиях в мышцах ног лягушки, отделенных от остального тела, на короткое время возникают электрические токи. Его знаменитый опыт, отвергавшийся в свое время, открыл новую главу в науке, а именно главу биоэлектричества, науку об образовании и проявлении электричества в живых организмах.

Электрошок, подводный электролокатор и электрический язык рыб

Сегодня общеизвестно, что все позвоночные вследствие нервной деятельности вырабатывают токи низкой частоты, что без этих биотоков было бы невозможно получать кардиограммы и энцефалограммы, невозможно было бы объяснить распространение нервного возбуждения, отсутствовала бы научная база для объяснения парапсихологических явлений, которые недавно относились к области оккультизма и спиритизма (телепатия, передвижение предметов по команде, гипноз, симпатия и антипатия, светящаяся корона вокруг головы некоторых людей, так называемый ореол, которая воздействует на чувствительные пленки и т. д.).

Однако имеется группа животных, у которых электрические явления проявляются с поразительной силой; они представляют собой настоящие "лейденские банки", вырабатывающие электричества, а их электрические "молнии" могут убивать мелкие существа и нанести вред человеку. Речь идет об электрических рыбах. В настоящее время известны свыше 100 видов, способных вырабатывать электричества с достаточно высокой разностью потенциалов. Рыба-торпеда (Torpedo marrriorata), обитающая в Средиземном море, развивает электрический потенциал равный 70-80 В, а электрический угорь (Electrophoms electricus) из Амазонки может вызвать электрический разряд до 500 В, способный свалить с ног лошадь и вызвать серьезные нарушения здоровья у людей. Мышечная система этих рыб снабжена вырабатывающими электричество органами, включающими 400000-1000000 "элементов", состоящих из заряженных электричеством клеток.

Впрочем, это рыбы были известны еще в античности. Греки и римляне со всеми подробностями описали рыбу-торпеду, напоминающую по форме контрабас. Платон, Цицерон, Аристотель упоминают об этой рыбе в своих работах. Гален, знаменитый римский врач, даже рекомендует ее для лечения подагры и ревматизма, а мусульманские врачи Средневековья - для лечения эпилепсии. Египтяне обожествляли небольшую рыбешку Mormyrus, обитающую в Ниле, удлиненные челюсти которой образуют нечто наподобие хобота. Она так хорошо ориентируется в иле, что ее практически невозможно поймать в сеть. Кроме того, она с исключительным мастерством ловит в иле личинок.

Первым ученым, который на себе самом испытал силу "электрических батарей" рыб был географ и натуралист Александр фон Гумбольдт. Во время своего путешествия в 1800 году в аргентинские пампасы он, наступил на вытащенного на берег электрического угря и почувствовал сильный удар электрическим током.

Для рыб, снабженных электрическими органами, "общение" посредством электричества служит для передачи очень точной информации и является характерным для них типом поведения. Профессор Франц Петер Мёгрес из Тюбингенского университета различает три типа коммуникации с помощью электрических импульсов:

а) Коллективная информация. Часто встречается у рыб, обитающих на отмелях, и заключается в подаче электрических импульсов, призванных координировать движения группы. Десятки и сотни рыб одно временно, словно по команде, изменяют направление Движения. По-видимому, ведущие особи, так называемые "лидеры" группы, испускают электрические сигналы, которые в условиях высокой проводимости морской воды достигают электроприемных органов ведомых особей. Возможно, определенной силе или частоте импульса соответствует определенное расстояние и направление движения.

б) Половой призыв. У одиночных мужских особей в период спаривания отмечается изменение силы электрического разряда и определенная модуляция волны подаваемых сигналов. Этот электрический сигнал привлекает одиночных самок, находящихся в радиусе действия их электролокатора.

в) Разграничение территории. Можно говорить о периметре, отграниченном с помощью электрических импульсов характерной интенсивности. Эта система коммуникации абсолютно необходима с учетом того, что электрические рыбы охотятся ночью в илистой среде с нулевой видимостью и могут взаимно разрегулировать свои электролокаторы, если они приблизятся друг к другу на слишком малое расстояние. Если имеет место нарушение территории друг друга, можно наблюдать оригинальные конфликты. Если особь проникает на занятую другой особью того же вида территорию, она начинает производить электрические разряды на чужой территории. Владелец, приняв импульсы, выходит навстречу вторгшемуся. Начинается жестокий бой с помощью "залпов" электрических разрядов, которые никогда не бывают смертельными (не превышают 2-30 вольт). В большинстве случаев электроразряды владельца территории с целью угрозы обескураживают чужака.

Последние наблюдения выявили некоторые сенсационные факты, относящиеся к электрическим рыбам. Так рыба Astroscopus, обитающая в теплых морях, обладает приспособлением для добывания пищи с помощью электрической энергии. Рот и глаза этой рыбы находятся на спине. Если в поле ее зрения попадает мелкая рыбешка, нападающий готовится к "атаке". В момент, когда жертва окажется на уровне глаз, электрические органы получают сигнал и в направлении ее следует электрический разряд. Оглушенная рыбешка падает прямо в рот хищника. Па этому "образцу" разработан своего рода электрический невод, который при обнаружений косяка рыб автоматически включает электрогенераторы, которые создают достаточно мощное электрическое поле для того, чтобы оглушить рыбу и заставить ее упасть в сеть.

Бионики установили, что водные массы морей и океанов являются отличным проводником, насыщенным электричеством, своего рода электромагнитным полем, которое можно легко исследовать с использованием адекватных средств. Но каковы эти адекватные средства? Людям не удалось создать подводный радар, потому что они еще не слишком хорошо знают, какую форму и частоту имеют электрические импульсы, оптимально соответствующие физическим свойствам воды. Электрические рыбы создали такой подводный электродетектор. Параллельно с электрическими "молниями", посредством которых они защищаются или убивают жертву, они производят также слабые и безопасные разряды. Огромные угри, обитающие в морях Южной Америки, о которых мы говорили выше, слепы, что, однако, не мешает им быть отличными охотниками. Объяснение тому очень простое: все вспомогательные электрические органы этого вида рыб являются очень точными электрическими детекторами.

Нильская щука (Gumnarchus niloticus) длиной до 1,5 м, родственница маленького Mormirus-a, легко передвигается также и прыжками назад. Она не нуждается в том, чтобы видеть дорогу. Частые и слабые электрические разряды (до 400 в секунду) возвращаются в виде эха к воспринимающему устройству, которое она имеет на голове, и поставляют рыбе точную информацию о пути.

Когда мы сумеем разгадать все тайны этого подводного "радара", построенного на основе электромагнитных волн, мы сможем создать устройство, которое позволит нам составлять карту изменения электропроводимости. Это открыло бы неограниченные возможности для разведки минералов, проверки отлитых деталей, изучения работы плавильных печей. Наряду с приборами, использующими рентгеновские лучи или ультразвук, которые позволяют проводить недеструктивный анализ (то есть без разрушения исследуемого объекта), новую страницу в историю техники могут вписать приборы, основанные на электрическом детектировании.