Rumah Kita: Gejala Listrik Alami Pada Belut Listrik

Sel-sel dari semua makhluk hidup menghasilkan muatan listrik. Dalam belut listrik, ribuan sel-sel otot dimodifikasi di ekor tebal berbaris seperti baterai dalam senter. Meskipun setiap sel menghasilkan hanya sekitar 0,15 volt, dalam belut listrik besar, enam ribu sel dapat ditumpuk untuk membuat satu baterai raksasa yang dapat menghasilkan sebanyak 600 volt untuk pulsa pendek. Sebuah aki mobil standar menghasilkan 12 volt, sehingga belut listrik memiliki 50 kali kekuatan mengejutkan dari baterai mobil (meskipun dengan kurang ampere).

Meskipun nama mereka, belut listrik tidak benar-benar belut (Anguilliformes). Asli Amerika Selatan, ikan belut seperti sebenarnya knifefish, dalam urutan Gymnotiformes. Seperti banyak anggota lain dari urutan ini, belut listrik menggunakan listrik untuk merasakan mangsa dengan menciptakan medan listrik lemah dan distorsi kemudian penginderaan dalam bidang itu. Tampaknya mungkin bahwa kemampuan mengejutkan lebih kuat belut listrik berevolusi dari organ awalnya terkait dengan penginderaan listrik. Dibandingkan dengan ikan lainnya, di belut listrik, organ-organ seperti jantung dan hati yang terletak sangat dekat dengan kepala. Bahkan usus yang dipersingkat dan dilingkarkan, menjaga dekat dengan bagian depan tubuh. Hal ini memungkinkan sisa tubuh belut listrik untuk diberikan ke kolam otot dan electrocytes, "sel baterai." Belut listrik bisa mencapai 6 kaki (2 meter) panjangnya dan berat hampir 45 pon (20 kg). Shock dari belut listrik bisa sangat menyakitkan karena tegangan tinggi, meskipun tidak mungkin untuk serius membahayakan binatang sebagai besar sebagai pribadi. Sentakan dari belut listrik dapat melumpuhkan ikan dan krustasea yang mangsa belut listrik, bagaimanapun. Belut, yang umumnya hidup dalam gelap, air keruh, kemudian menggunakan indra listrik untuk menemukan mangsa tertegun dan menelannya sebelum pulih.

Lebih tentang Baterai dan belut listrik: Salah satu kunci untuk memahami bagaimana belut listrik dapat menghasilkan tegangan tinggi tersebut untuk mengetahui apa artinya untuk menempatkan baterai "dalam seri" versus baterai A bekerja dengan menciptakan perbedaan muatan listrik "secara paralel.". Positif (+) akhir baterai pada potensial listrik lebih tinggi dari negatif (-) akhir. Jika kedua ujung terhubung, melalui kabel dari perangkat listrik seperti bola lampu, misalnya, partikel akan mengalir sehingga dapat menyamakan biaya. Energi yang tersimpan yang bergerak mereka elektron dalam filamen kawat bohlam adalah apa yang kita sebut tegangan.

Sebagai analogi, berpikir air mengalir sungai gunung. Ketinggian gunung adalah tegangan. Air akan mengalir dari puncak gunung mil-tinggi dengan energi yang jauh lebih besar dari itu akan dari atas sepuluh benjolan kaki.

Jika kita langkah dalam aliran dari benjolan sepuluh kaki, kita akan merasakan aliran memijat lembut. Langkah di sungai dengan jumlah yang sama air dari atas gunung dan kita mungkin akan menjatuhkan.

Dan kita bisa membayangkan bahwa jika kita menumpuk dua gunung di atas satu sama lain, air akan mengalir dari atas dengan energi yang lebih besar. Itulah cara itu adalah dengan baterai. Stack dua baterai dalam "seri" sehingga akhir negatif dari satu baterai menghubungkan dengan ujung positif berikutnya, dan tegangan menambahkan sampai. Dua 1,5 volt baterai ditumpuk di seri dalam senter bergabung untuk menghasilkan 3,0 volt senilai energi listrik.

Tapi apa yang menghubungkan baterai "secara paralel" berarti? Bayangkan jika bukannya menghubungkan baterai ujung ke ujung, kita garis mereka berdampingan dan melampirkan kabel untuk menghubungkan ujung positif satu baterai ke ujung positif yang lain.

Lalu hubungkan ujung negatif dari dua baterai. Sekarang menghubungkan baterai dikombinasikan untuk bola lampu. Meskipun hal ini tidak memberikan energi yang sama yang menumpuk baterai ujung ke ujung memberikan, memberikan kita kemampuan untuk memindahkan partikel lebih listrik.

Menggunakan analogi sungai gunung lagi, menempatkan baterai secara paralel seperti berdiri dua gunung berdampingan, masing-masing dengan aliran yang sama turun. Air datang dari dua sisi oleh pegunungan sisi dengan energi yang sama seperti dari gunung tunggal, tapi sekarang ada dua kali lebih banyak dari itu.

Tentu saja, itu mungkin untuk melakukan keduanya. Stack dua gunung di atas satu sama lain dan kemudian berdiri tumpukan dua-gunung lain di samping yang. Dan dengan menghubungkan baterai ujung ke ujung dalam tumpukan dan kemudian menghubungkan beberapa tumpukan bersama-sama, itu mungkin untuk meningkatkan baik energi mengemudi (tegangan), dan kapasitas untuk menghasilkan listrik ditumpuk electrocytes. Elektrocytes ini merpukan sel otot atau saraf yang dimodifikasi yang menghasilkan listrik dalam organ listrik belut.

Pada electrocytes belut listrik tersebut diatur dalam tumpukan, masing-masing tumpukan terisolasi dari depan. Setiap tumpukan ribuan electrocytes bertindak sebagai "baterai" yang terpisah yang dapat menghasilkan tegangan setinggi 600 V. tumpukan terpisah dari sel kemudian bergabung untuk memberikan belut listrik kemampuan untuk menghasilkan pulsa yang cukup besar listrik. Air murni adalah konduktor listrik yang buruk, tetapi perairan di mana belut listrik hidup memiliki cukup garam dan mineral lain untuk membuat mereka konduktor. Ketika belut listrik guncangan air, arus mengalir dari bagian depan tubuhnya, melalui air, dan kembali ke ekor ikan. Setiap organisme lain di sekitarnya akan merasakan efek yang menakjubkan dari saat ini kuat karena melewati mereka.

Bagaimana sel electrocyte menghasilkan listrik: Seperti yang disebutkan di atas, setiap sel menghasilkan muatan listrik kecil.

Hal ini dilakukan terutama dengan menggerakkan berbagai ion positif (atom atau moleku bermuatan) dari logam seperti natrium, kalium, dan kalsium keluar dari sel, yang membuat bagian luar sel positif dibandingkan dengan di dalam sel. Ion-ion ini mungkin bergerak kembali ke dalam sel untuk menyamakan perbedaan biaya, tetapi sel-sel menggunakan energi kimia untuk terus "pompa" ion keluar dari sel. InI semua bagian dari kimia sel normal.

Pada "tegangan istirahat" biasanya sekitar 0,085 volt. Dalam kebanyakan sel, biaya ini tidak banyak digunakan sebagai baterai, namun, karena itu tersebar merata di seluruh bagian luar sel. Bagian luar sel bermuatan positif dan di dalam bermuatan negatif. Pengaturan ini membuat tidak mungkin untuk menumpuk mereka untuk menghasilkan tegangan tinggi. Sel electrocyte belut listrik ini berbeda, namun. Mereka tidak simetris. Mereka memiliki sisi yang relatif halus yang terhubung ke serabut saraf, dan sisi yang relatif berbelit-belit yang tidak. Dan semua electrocytes dalam tumpukan berorientasi pada arah yang sama, dengan sisi halus menuju ekor dan sisi berbelit-belit terhadap kepala.

Ketika serat saraf mengirimkan sinyal ke electrocyte, pori-pori khusus di sisi kelancaran sel terbuka, yang memungkinkan ion positif buru-buru ke dalam sel. Ini sementara menciptakan biaya tambahan melintasi membran sel pada sisi sel dari sekitar 0,065 volt. Sekarang, alih-alih memiliki negatif di dalam dan luar yang positif, sel sementara memiliki perbedaan 0,085 volt di sisi berbelit-belit, dan biaya berorientasi sama dari sekitar 0,065 volt pada sisi halus. Biaya ini pada dasarnya ditumpuk dalam seri, sehingga hasil akhirnya adalah biaya singkat di seluruh sel dari sekitar 0,15 volt (0,085 0,065).

Tapi di sini masalahnya. Ini orientasi diarahkan dari tuduhan tidak berlangsung lama. Dalam waktu singkat, pori-pori di halus sisi dekat, dan sel beralih kembali ke keadaan istirahatnya. Jadi jika sinyal saraf yang normal keluar dari otak ke setiap electrocyte, sinyal akan mencapai sel pertama dalam tumpukan sebelum mencapai sel pada akhir stack. Pada saat sel-sel di akhir dipecat, yang di awal pasti sudah mematikan lagi. Entah bagaimana, belut listrik harus menyinkronkan penembakan ribuan electrocytes dalam tumpukan sehingga mereka semua menyalakan pada waktu yang sama dan menambahkan bersama-sama untuk menciptakan tegangan besar dibutuhkan untuk shock mangsa ikan. Persis bagaimana ini bekerja belum diketahui, tapi tampaknya setidaknya tiga faktor yang terlibat:

1. Serabut saraf dekat ke kepala lebih kecil dari orang-orang dekat ekor.

2. Saraf dekat ke kepala juga cenderung untuk mengambil jalur yang lebih berliku dibandingkan saraf dekat ekor.

3. Sinyal kimia lambat digunakan dalam serat saraf dekat ke kepala.
Semua faktor ini cenderung memperlambat sinyal saraf dekat kepala dan mempercepat yang dekat ekor. Ini menyetarakan kedatangan sinyal, dan memungkinkan semua electrocytes dalam tumpukan api pada waktu yang sama.

MengapaListrik Belut Tidak Kejutkan Sendiri? Sebuah pertanyaan yang sangat sering ditanyakan oleh orang-orang yang belajar tentang kekuatan yang menakjubkan dari belut listrik adalah "Mengapa belut listrik tidak menyetrum diri mereka sendiri?" Setelah semua, mereka berada di air sama dengan mangsa mereka - dan saat ini sedang dihasilkan tepat di dalam mereka. Bagian dari jawaban untuk pertanyaan itu adalah bahwa mereka mungkin lakukan, pada kenyataannya, mengejutkan dirinya. Belut listrik dalam proses mengejutkan telah diamati untuk meringkuk dan thrash sedikit, sama seperti jika mereka sedang terkejut. Tapi yang jelas, shock ini, sesuatu yang mereka akan mengalami berulang kali, tidak melumpuhkan mereka. Salah satu kemungkinan adalah bahwa belut telah berevolusi menjadi resisten terhadap rasa sakit dan kerusakan yang disebabkan oleh mengejutkan. Mereka merasa shock, tapi itu tidak mengganggu mereka sebanyak itu mungkin mengganggu hewan lainnya. Hal ini juga dapat bahwa belut terisolasi dari guncangan sendiri. Tentu saja, hal itu tidak bisa sepenuhnya terisolasi. Jika itu akan mengejutkan air dan mangsanya, itu harus elektrik terbuka untuk saat ini akan keluar dan datang kembali. Ingat, bagaimanapun, bahwa organ-organ vital semua belut terletak sangat dekat dengan kepala. Ada kemungkinan bahwa belut elektrik dibangun sehingga itu kepala dan organ internal sebagian besar terisolasi dan arus mengalir keluar dari dan kembali ke seluruh tubuh. Hal ini dikombinasikan dengan toleransi terhadap efek guncangan mungkin memberikan jawabannya.

Sumber : http://askanaturalistcom/howdoelectriceelsgenerateelectricity/