1.2.11. Электрические органы рыб

Электрические органы рыб — это эффекторы, специально предназначенные природой для генерации электрических разрядов. Филогенетически — это производные мышц (иногда желез). Надо заметить, что уже в четко разделенной на сегменты—метамеры мускулатуре туловища рыбы при единообразной асимметричной их иннервации существует возможность для сложения электродвижущих сил этих сегментов по типу ЭДС последовательно соединенных элементов. Эти условия реализуются, если мышечные сегменты активируются синхронно

Рис. 1.66 Электрические импульсы, формируемые в электрических органах рыб

А — сложение ЭДС миотомов у обычных рыб; Б — работа электрического органа, состоящего из многих сотен электрических пластинок; В, Г — варианты электрических импульсов в электрических ячейках у разных рыб: / — электрический скат (тип «ПКП»), II — электрический угорь (тип локального ПД), III — нильский сом (тип проводящегося ПД, который охватывает сначала иннервированную, а далее противоположную поверхность ячейки).

(рис. 1.66). Многие рыбы используют эти сигналы для ориентации (улавливают их изменения своими электрорецепторами).

Специальные электрические органы рыб — это дальнейшее развитие указанного принципа последовательного соединения источников ЭДС. Элементом электрического органа является асимметрично иннервированная клетка. Один слой таких клеток формирует «электрическую пластинку». Стопка сотен и даже тысяч таких пластинок составляет электрический орган. Поскольку пластинки активируются нервами (через холинергические синапсы) асимметрично и соединены последовательно, то при одновременном срабатывании их ЭДС складываются. При этом получаются суммарные ЭДС в десятки, сотни и даже тысячу вольт!

У морских «электрических» рыб (скаты) пластинки электрического органа работают на основе процесса типа ПКП. При этом 1000 ячеек дают сигнал в виде гигантского ПКП с амплитудой, равной 60 В, и силой тока около 60 А (мощность тока в импульсе 3600 Вт). У пресноводных электрических рыб (электрический угорь) пластинки генерируют локальный ПД на одной своей стороне. При этом от нескольких тысяч ячеек получается суммарный сигнал в форме гигантского ПД с амплитудой 1200 В и силой тока 1,2 А. Относительно малая сила тока (мощность тока в импульсе 1440 Вт) здесь согласована с относительно высоким сопротивлением пресной воды.

Особый характер возбуждения наблюдается у электрических пластинок пресноводного нильского сома. В этих пластинках ПД возникают последовательно на двух их. сторонах. Поэтому суммарный «внешний» ПД имеет двухфазную форму (350 В; 0,1 А; мощность тока в импульсе равна 35 Вт). Электрические рыбы в нормальной для них среде не поражают своими разрядами самих себя. Последнее объясняется наличием каналов в телах рыб, шунтирующих их электрические органы, а также конфигурацией рабочего электрического поля.