电鳗会随意发电吗？

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2022-09-30 08:57 标签： 养电鳗发电可以吗

电鳗有着“水中杀手”和“移动的发电机”之称，这两个名字的由来与电鳗能够放电的习性有着直接的关系。既然电鳗能够放电，那么把电鳗放电的原理放到新能源汽车上，看似非常的合理。实际上是不可行的。为什么这么说呢？我们一起来探讨一下这个问题。

首先，我们简单的来了解一下电鳗

电鳗的名字里虽然有“鳗”字，但是它却不是鳗鱼的一种。因为鳗鱼是辐鳍鱼纲鳗鲡目鳗鲡科的鱼类，而电鳗则是辐鳍鱼纲电鳗目裸背电鳗科的鱼类，两种鱼从目就完全不同了。因此，电鳗不是鳗，就像鳄鱼不是鱼一样。

电鳗是南美洲亚马逊流域独有的鱼类，在其生存空间内，它没有天敌。即使是凶猛的鳄鱼想要咬它，结果要么是被电晕要么是被电死。

那么，电鳗为什么可以放电呢？

根据科学的研究发现，电鳗全身的肌肉全部特化了，在它的肌肉组织中含有大量的放电体。电鳗全身约有0.6-1万片相连的肌肉薄片，而每一片肌肉都可以释放0.15V的电压，也就是说电鳗一旦全身放电，瞬间的电压能够达到900-1500V，这比我们常用的220V电压整整高出了5倍以上。

电鳗虽然肌肉能够释放电压，但是如果没有正负极的话，很难形成对外界有伤害的电压，所以实际上电鳗的头部充当了正极的角色，而尾巴充当了负极的角色。

看到这里，许多小伙伴会问：电鳗带电为什么电不伤自己？

上面我们说过，电鳗的肌肉是发电体，而头尾是正负极，所以它的身体成为了一个完整的发电体。那么它为什么不会电伤自己呢？

因为电鳗的肌肉与头尾形成的回路都在皮下脂肪之上，而电鳗的脂肪有很强的绝缘能力，再加上进化出带电的身体本身就是经过了漫长的适应过程。所以，电鳗放电并不会电伤自己。

电鳗放电能否应用于新能源汽车？

答案是否定的。为什么这么说呢？原因有两点。

电鳗只有在遇到危险或者捕猎时才会放电，平时它是不放电的，而且电鳗放电是瞬发性的。根据科学的研究发现，电鳗每秒可以放电50次左右，而且每一次放电的电压是递减的，电鳗可以用这个频率持续放电10秒钟左右。之后，电鳗就会进入虚弱期，它需要休息至少半个小时以上才能重新的积蓄电量。

所以，要用这个原理应用于新能源汽车上，显然弊端太多了，总不能跑几公里就歇半天再跑吧。

上面我们说过了，电鳗放电会随着放电次数的增加电压减小，所以用在新能源汽车上就是，起步很快，月抛越没劲。

电鳗虽然可以放电，但是它的放电特点有着瞬发性、不持续性以及不稳定性等多种因素，因此，无法利用电鳗放电的原理用在新能源汽车上。

（图片来源网络，侵删）

电鳗那点电都是一次性释放的，然后需要一段时间恢复，汽车不烧油弄这么个玩意儿，怕是连动都动不了，况且得车上得装多大个鱼箱养电鳗啊，那这车到底是拉人还是拉电鳗呢？

现在纯电新能源电车，都是用化学电池作为主要能量来源，电池内部化学反应是缓慢进行的，因此可以较长时间地为汽车共用电力，或者是用“超级电容”那样物理形式的电池，也能维持一段时间放电，而电鳗则不行，电鳗产生电力是因为体细胞特殊，可以控制体内带电离子的流动，使得身体两边有一定的电势差，在遇到危险或者捕猎的时候，可以迅速地将带电离子返回原本所在的地方，这样就形成一过性的电流，电鳗放电最多可以释放800V电力，但是却是一过性的，细胞要再次移动体内离子，需要等待一段时间积累能量和离子。

电鳗这样的电力相比人类发明的各种能量获取方式，实在是太低端了。新能源的意义在于可以减少污染、减少化石能源的利用，目前已经在逐步地扩大太阳能、风能、潮汐能、系热能的应用，这些都可以持续地产生电力并网，送入千家万户，还有更科幻的新能源，比如可控核聚变，还有被称之为“第五能源”的节能技术 ，哪一个也比养电鳗强得多，目前虽然也有“养细菌”获取能源的技术，但是效率还很低，不足以应用于实际。用电鳗当电池驱动汽车，实在也不是好主意。

电鳗放电的原理，不管是从效率还是持续性，都比人类发明的电池、内燃机差得远，汽车是代步的工具，自然还是要考虑到稳定性的，生物能源目前不能大规模应用的原因之一就是不稳定。

今天来聊聊电鳗。电鳗是亚马逊河里的狠角色之一，主要集中在圭亚那地区，习惯在浅水的池沼或者水体比较浑浊的岸边活动。它们属于体型较大的鱼类，体长能达到2.5米，体重为40斤左右，大家最熟知电鳗是因为它们能够放电，在尾部脊髓两侧有两对发电器。

电鳗能放电的秘密就在于它们尾部两侧的肌肉。它们的尾部有规则地排列着枚肌肉薄片，薄片之间还有结缔组织相隔着，里面有着许多神经能够直通中枢神经系统。我们可以把这些肌肉薄片想象成是一个个小电池，虽然说一个小肌肉薄片只能产生150毫伏的电压，但是当成千上万个小电池连接起来的时候，力量就不容小觑了。

电鳗只是把电利用了起来，实际上所有生物的器官、组织和细胞在生命活动的过程当中都会发生电位和极性的变化，这个过程被称为“生物电”，是生物活动特别基本的一个特征。

那么为什么我们的身体无时无刻在放电，但是我们感受不到呢？

这个秘密藏在我们的细胞膜里，我们的细胞膜是由双层磷脂分子构成的，这种分子最大的特性就是它属于双层结构，稳定性很好，而且磷脂分子的绝缘性是非常优异的，不会轻易漏电。

我们无时无刻都在进行着呼吸作用，当我们进行呼吸作用的时候，被氧化的葡萄糖是不会直接转化成ATP的，它会先变成携带能量的氢原子，然后在线粒体膜上蛋白质的引导下运送到膜的两侧。当膜的两侧聚集了大量丰富的正电荷和负电荷的时候，就会产生电势差。

大家都知道，我们的神经信号从本质上来说就是电信号，所以我们称脑电波。而神经细胞最为重要的工作实际上就是搬运带电的离子，让钾离子进入到细胞膜内，将钙离子运送出去，同样膜两侧的电势差引导着离子的运动。

而电鳗与普通动物的差别就在于，它有能力将这些电能储存起来，并且集中释放。当电鳗需要用电的时候，它的大脑会发送信号给发电细胞，打开离子通道，从而产生电势差。又通过体内的细胞膜和脂肪阻碍电流的运动，让电流从体外通过，于是产生了电流。

电鳗放电和新能源汽车的原理

电鳗通常是在遇到危险或者捕猎的时候放电，但是电鳗的放电原理基本上是一次性的，放过电之后仍然需要一定的时间才能在体内累积能量和离子。也就是说电鳗是不能持续放电的，而且一次放电完之后，都要给自己一定的时间来“充电”。显然这种原理是不适合用在新能源汽车中使用的，汽车总不能开一会停一会吧。而电动汽车的电池却是能够持续放电的，在汽车启动的时候不断有能源的补充。

那么我们是否能够收集电鳗的电，并且用于人类社会当中呢？电鳗进化出了发电的功能，显然是因为这样的技能能够提升生存的几率。

对于人们来说，如果要收集电鳗的电力，只能说毫无必要。人们获取能量的方式其实会比电鳗高级很多，就我们从新能源的使用来看，我们不管是利用太阳能、风能、潮汐能还是核能等方式获取能源都会比小小的电鳗来得更快。

毕竟电鳗的电也不是无中生有的，更多的还是从生物体本身的机理出发，从而累积的电。但是我们对能源的使用不仅规模更大，而且也更快，还具有一定的持续性。

未来如果人类研究出了可控核聚变，那么能源问题将得到极大的解决。

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本文内容结合“三生”展馆生命展厅相关内容

手机电量耗尽，充电宝耗尽，偏偏又赶上家里停电……假如我养了一条电鳗，岂不是只需要付出一点鱼粮，就可以随时给手机无限充电了？

快醒醒，先不说电鳗的电量够不够把你的手机充满，就算是够，人家还未必愿意帮你充电呢！

那么，电鳗是一种什么鱼？它发的电和我们平时家用的电有什么不同？咱们今天就来了解了解这种自带“魔法攻击”的鱼。

电鳗，这种能够放出强大电流的神秘鱼类总会让人联想到亚马孙雨林里幽暗浑浊的河流以及隐藏在其中的神秘怪兽。

事实上，电鳗的长相也确实与怪兽有那么点相似。它的身长能长到2.5米，头部宽扁，眼睛小得像绿豆，脸上还有密密麻麻的很多小坑。

这副面相怎么说也和“美丽”无关，但假如在水族馆的展箱里稍显浑浊的水中，一条比胳膊还要粗壮的黑褐色“怪兽”以一种国王巡视领地的姿态从水草中缓缓出现并向你游来，你一定会被这条来自南美的“河中巨怪”的身姿所震撼。

电鳗没有背鳍和腹鳍，尾鳍也退化得只剩很小的一点，与臀鳍合并在一起。它们平时游动的时候主要靠波浪状摆动的臀鳍推动自己前进或后退，这样的泳姿让电鳗在游动的时候身体几乎不做摆动就能在水中非常顺滑地行进，看上去非常优雅。

在电鳗的南美洲老家，它们生活在亚马孙河和奥里诺科河流域的水域中，这些字面意义上的“鱼雷”潜行在沼泽、浅滩和小河浑浊的水域中，利用身上发出的电脉冲来探测周围的环境。在这样浑浊的水中，视野就没有那么重要，所以电鳗的眼睛变得特别小，视力也相当有限。

柏林动物园水族馆饲养的电鳗 来源丨惠俊博

正是因为它们可以依靠电脉冲来探测四周，所以在浑浊的水中也能准确发现猎物。如果它们将猎物锁定，就释放强大的电流将猎物击毙或击晕，然后饱餐一顿。如果有什么不自量力的肉食动物想要攻击它，电鳗的电流也会给对方留下终身难忘的印象。

哥本哈根水族馆的电鳗 来源丨惠俊博

既然名字叫做电“鳗”，长得也像鳗鱼，那么电鳗想必也是一种鳗？

如果这么想可就大错特错了。虽然名字叫做电鳗，但从分类学的角度来看，电鳗属于鲇形总目下的电鳗目，裸背电鳗科，电鳗属。如果按亲缘关系，它们其实更接近鲇鱼。

不过因为它们细长的身形比起鲶鱼来确实更像鳗鱼，所以在命名电鳗的时候，人们还是给它们取了“电鳗”这个名字。而另外一类生活在非洲的鱼类则被命名为电鲇。

电鳗的分类地位 来源丨维基

至于我们所说的鳗鱼，则一般指的是鳗鲡目下的各种鱼类，包括鳗鲡、康吉鳗、裸胸鳝等等。

对电鳗最早的描述出现在16世纪，当西班牙探险者骑马经过电鳗栖息的水域时，踩到电鳗的马匹遭到电击，人们由此认识到了这样一种能发出强电的鱼类。

一直以来，人们认为电鳗只有电鳗（Electrophorus electricus）一种，不过根据2019年的一项研究，生物学家们将分布于亚马孙河流域的电鳗分成了三个种，分别是电鳗（Electrophorus electricus），伏打电鳗（E. voltai）和瓦氏电鳗（E. varii）。其中伏打电鳗的发电强度最强，可达860伏，它也是世界上能发出最高电压的鱼类。

上图为三种电鳗，从左至右分别是电鳗、伏打电鳗、瓦氏电鳗。图中可以看到电鳗肛门的位置非常靠前。

作为强大发电能力的代价，电鳗演化出了一个极其紧凑的身体。它全身的内脏器官都集中在头后面的一小段身体内，甚至连肛门都被挤到了下巴上。而它整个身体的80%都是发电器官。或许我们可以这样说：电鳗其实是个“大头娃娃”，除了身体前半部分的内脏，剩下的都是尾巴。

那么，电鳗是依靠什么发电呢？

其实只要是细胞生物，体内的大部分细胞都会放电。我们在高中生物课上学到过，在细胞膜的外表面带有正电荷，而内外表面带有负电荷，在正常情况下存在着静息电位。当细胞接受到刺激的时候，细胞膜外的钠离子（正电荷）会通过钠离子通道进入细胞内部，整个细胞膜有规律地改变电荷，产生动作电位来传导信号。（关于细胞结构的更多内容，欢迎参观北京科学中心“三生”展馆生命展厅）

对于正常细胞来说，电位的改变不会以细胞为中心向某一个特定的方向传递，因为整个细胞的细胞膜都是相同的，而电鳗的发电细胞却具有不同的细胞膜结构，这种细胞只有一面具有钠离子通道，而另一侧没有，这就让电位的改变具有了方向性，相当于一节电池，只能向一个方向放电。

电鳗的发电器官的结构 来源丨网络

电鳗的每一个发电细胞可以发出大约0.15伏的电压，它全身总共约有个发电细胞。当需要放电的时候，电鳗先对发电细胞进行充电，然后突然将所有的发电细胞进行串联，就能够瞬间释放出高达数百伏的电压了。

当电鳗捕猎的时候，还会将身体弯曲起来，把猎物围在中间，或者咬住猎物让身体前后两个点同时接触猎物进行“短路”，从而增大电流的杀伤效果。在上面的视频中我们就可以看到，当电鳗攻击猎物的时候，前半身作出了一个明显的弯曲动作。

另外要注意，电鳗发电的时候并不会有闪电或者蓝白色电光之类的“特效”，所以如果有机会看到电鳗，千万不要徒手接触。

除了电鳗，还有很多鱼能够发出电流。不过除了少数几种能发出强电的鱼之外，大部分发电鱼的电流都非常弱，主要用来探测周围环境和与同类进行交流。

电鲇（Malapterurus electricus）属于鲇形目电鲇科，分布在非洲，身长可达一米以上，是一种大型肉食鱼类。电鲶放出的电压能高达350伏，足以击昏猎物，因此它足可以算作一种强电鱼类。

电鳐（电鳐目Torpediniformes）是一类分布在温带和热带海域的浅海中的软骨鱼类。它们中的部分种类能放出高达220伏的电压。

线翎电鳗（线翎电鳗科Apteronotidae）原产于南美洲亚马孙河，和我们今天说的电鳗是老乡。它们中的某些种类可以在观赏鱼市场上找到，因为身姿美丽受到很多人的喜爱。与前面提到的强电鱼不同，线翎电鳗放电强度很弱，主要用来探测周围的环境。

线翎电鳗 在水族市场也被叫做“黑魔鬼”“黑羽毛”来源丨维基

象鼻鱼（象鼻鱼科Mormyridae）属于骨舌鱼目，这类鱼偶尔也会出现在观赏鱼市场，它们会利用电流探测隐藏在河底泥沙里的食物，甚至还可以利用电流与同类进行交流。

彼氏锥颌象鼻鱼 来源丨维基

除了电鳗和上面提到的具有发电能力的鱼之外，自然界中还有很多鱼可以利用电流，包括发电或者探测电信号等。

不过对于这些放电鱼来说，即使是电压高达数百伏的伏打电鳗也无法长时间放电，所以想要让它们维持一个长期稳定的电压是不可能的。至于给手机充电的“重任”，还是交给充电宝吧。

来源：数字北京科学中心

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