放电鱼的秘密
放电鱼代表——电鳗丨图源：Youtube丨Aqualife Tv
文章：三思逍遥丨排版：清蒸鱼丨审核：开水族馆的生物男
毫无疑问，在电被人类掌握的很久以前，一些住在水边的人们就已经体验过放电鱼的独特电击。
尼罗河电鲶是最早记录到会放电的鱼类之一。尼罗河沿岸的渔民称，当他们网到一种鲶鱼时，渔网上就会传来产生一种让人极其不愉快的酥麻感觉。
尼罗河电鲶丨图源：wikimedia
放电鱼类如海洋中的电鳐和淡水里的电鳗，都能够释放强大的电流。这些强电鱼类会将自身携带的生物电作为一种相当有效的捕猎和防守机制，它们放出的电流足以使猎物昏迷或是让捕食者知难而退。
约翰·沃尔什对生物电的早期研究 丨Macro Piccolino
对尼罗河电鲶的科学研究始于1775年。一位名叫约翰·沃尔什的生物学家对电鲶进行了大量实验，其中一个实验是让10个人手拉手围成一个圈，并使第一个和最后一个“实验对象”接触一条中等大小电鲶的头尾两侧，结果10个人都受到了严重的电击。
他还用了各种电阻率不同的材料，如玻璃、木材、丝绸、黄铜链和铁棒，然后通过将这些材料夹在两名接触电鲶的研究人员之间，来衡量其放电能力。
一篇发表在神经科学趋势期刊上纪念约翰·沃尔什的论文
到了18世纪70年代，对电鳐和电鳗的研究影响了伽伐尼 (Luigi Galvani) 和亚历山德罗·伏打（Alessandro Volta），进而各自开创了电生理学和电化学的先河。
其中伏打后来还发明了著名的伏打电池，这也算是放电鱼类对人类社会的贡献。
事实上通常所说的放电鱼远不止这几种能释放强烈电流的强电鱼类，只要一条鱼能产生并感应电场，那么它就便可被称为放电鱼。而尽管鲨鱼等鱼类具有电感受能力可以感知到电场，但它们自身不能产生电场，所以它们不属于放电鱼。
弱电鱼的发电器官（electric organ）丨 B. Rasnow
发电器官往往源于特化的神经或肌肉细胞，这些细胞能产生比正常神经或肌肉电信号更强烈的生物电场，而产生电场的过程被称为放电。
放电细胞的形态十分多样，通常呈雪茄形或是扁平的盘状。
放电器官中的放电细胞丨chegg study
例如电鳗体内就有几千个这样的放电细胞聚集在一起，每个细胞可产生0.15 v电压。这些放电细胞的放电机理是利用三磷酸腺苷(ATP)提供能量，在特殊转运蛋白的帮助下，将带正电的钠离子和钾离子泵出细胞，由此把细胞转变成一个小电池。
尽管放电器官的结构类似于伏打电池，但它们的实际运作方式，更像是一个 Marx 发生器，这是一种脉冲式放电的装置。这一装置中各个电容并联充电，然后突然几乎同时的串联放电，因此能产生高压电脉冲。
Marx发生器 丨 enginediy
为了在正确的时间放电，电鳗会利用起搏神经元对放电细胞进行控制。当电鳗发现猎物或受到威胁时，起搏神经元便会发出信号，使得放电细胞激发出动作电位。
一些放电鱼释放的电场强大到足以使猎物昏迷，我们称之为强电鱼类，比如电鳗、电鲶和电鳐。
这些鱼类释放的电压范围大约在10到860伏特之间，电流最高可达1安培。值得一提的是海洋中的强电鱼，放电电压较低但电流大，这是因为海水的导电能力比淡水强得多。
各种弱电鱼放电模式不同丨 Bruce Carlson
而淡水中的强电鱼则具有高电压、低电流放电的特性。
此外还有一些放电鱼类，所释放的电压通常小于一伏，这些鱼释放的电场非常微弱，不足以使猎物昏迷，但却可用于导航定位与其他同类交流等，我们称之为弱电鱼类。
但强弱电鱼类并非是绝对的概念，例如电鳗除了能够产生高压电击，也会在其混浊的栖息地使用较低电压的脉冲进行导航和探测。
在弱点导航中，放电鱼通过产生微弱电场和利用电感器官检测这些电场的变化来感知周围环境。这种弱电场是通过一个由经过改造的肌肉或神经组成的特殊电器官所产生，因此具有一定的特异性。
此外弱电鱼类还可以通过放电来达成彼此信息交流的能力，这种特殊的能力被称为电通信，弱电鱼可能利用这一点来吸引配偶。
雌雄鳍尾短身电鳗放电波形对比 丨CAROLINE C. CURTIS
如生活在南美的鳍尾短身电鳗，其雄鱼会在夜间发出与白天不同频率的电波来吸引雌鱼。
此外一些电鲶在争夺配偶的表演中也会放电，或许对它们而言电通信可能比其他语言更加高效。
放电鱼是一类值得我们继续好好探索的鱼类。