Sobre animales

Young Naturalist 1980-02, página 13

Pin
Send
Share
Send


¿Por qué pescar un osciloscopio?

V. Istomin (Joven naturalista, n. ° 2/1980)

Cuando apareció por primera vez en este laboratorio, me pareció un zoológico. Más precisamente, a ese pabellón del zoológico, donde hay largas hileras de acuarios, detrás de los vidrios de los cuales espadachines, guppies, crucianos y carpas mueven sus colas con sus colas. El reino de los peces también reinó aquí. Estantes con docenas de acuarios se extendían a lo largo de las paredes del laboratorio, en el fondo arenoso del cual, como si pensara, se alzaban gudones con bigote. Cada uno de ellos tenía su propio departamento: vivían solos.

"Estos peces trabajan honestamente para la ciencia", sonrió un joven científico, candidato de ciencias biológicas Vladimir Baron.

Al familiarizarme con el laboratorio, busqué en otras habitaciones. Y hay equipos electrónicos: osciloscopios, voltímetros, generadores de alta frecuencia. ¿Por qué los peces necesitan un osciloscopio? Esa pregunta le hice a Vladimir.

"Estamos estudiando el papel de la electricidad en sus vidas", dijo. - ¿Sabes que los peces pueden generar una corriente eléctrica y son capaces de detectar un campo eléctrico?

Lo que los científicos me dijeron aquí en el laboratorio de problemas de orientación de peces en el Instituto de Morfología Evolutiva y Ecología Animal A. N. Severtsov de la Academia de Ciencias de la URSS fue como ciencia ficción.

El famoso científico estadounidense, físico ganador del Premio Nobel R. Feynman dijo una vez: "Prácticamente no hay un fenómeno natural que no esté acompañado de electricidad". Y, de hecho, los fenómenos eléctricos ocurren no solo en la naturaleza inanimada, sino que son inherentes a todos los seres vivos. Recuerde el hecho del libro de texto: por primera vez, el científico italiano Galmani descubrió la electricidad con la ayuda de un organismo vivo, a saber, una rana.

Sin embargo, el hombre descubrió la electricidad en los peces en la antigüedad. Más bien, sentí, sin sospechar al mismo tiempo de su existencia. Este concepto no existía entonces. Por ejemplo, los antiguos griegos desconfiaban de encontrar peces en el agua, lo que, como escribió el gran científico Aristóteles, "adormece a los animales". El pez, que causaba miedo en las personas, era una rampa eléctrica y llevaba el nombre de "tablero". Y hace solo doscientos años, los científicos finalmente entendieron la naturaleza de este fenómeno.

En el siglo XIX, los científicos establecieron que todos los tejidos y células vivos son fuentes peculiares de corriente eléctrica y que la vida no puede existir sin electricidad. Hoy cada estudiante sabe sobre esto. Muchos han oído hablar de rampas y anguilas eléctricas. Pero, ¿significa esto que la ciencia ya sabe todo sobre los peces y que no hay nada más que descubrir? Por supuesto que no. Hay tantas preguntas y acertijos en esta área de la biología.

¡Hace solo una década y media, el científico soviético P. Gulyaev por primera vez logró registrar un campo bioeléctrico en el aire que rodea los nervios, tejidos y órganos de animales e incluso humanos usando equipos altamente sensibles! Es decir, logró detectar un campo que rodea, por ejemplo, un conductor de corriente. El campo alrededor del tejido vivo se llamó electroaurograma. En otras palabras, usted y yo, como todos los animales que corren, vuelan y flotan, somos generadores eléctricos vivos originales.

Sobre la base de este descubrimiento, otro científico soviético A. Pressman presentó la hipótesis original según la cual los animales parecen ser capaces de utilizar campos electromagnéticos débiles para intercambiar información y comunicarse entre sí. Solo esto, afirmó el científico, puede explicar algunas de las características en el comportamiento de los animales de carga y los insectos sociales. Pero la hipótesis sigue siendo una hipótesis. Todavía no se ha establecido, por ejemplo, que las abejas estén hablando usando un campo eléctrico. Y no sentimos este campo de ninguna manera. Por lo tanto, hasta ahora se puede decir con certeza que ningún animal en la tierra puede sentir un campo eléctrico con la ayuda de ningún órgano sensorial. pez! Y resultó que algunas especies de peces, incluso lo sienten mejor de lo que ven o escuchan. Si consideramos que son los únicos animales en nuestro planeta que pueden emitir una corriente fuerte y crear grandes voltajes eléctricos, entonces tenemos derecho a decir: los peces son criaturas únicas.

"En la vida de diferentes peces, el papel de la electricidad es diferente", explicó Vladimir Rustamovich Protasov, Doctor en Ciencias Biológicas, premio estatal de la URSS, jefe de laboratorio, destacado especialista en biofísica. - Los llamados peces de alta electricidad son los más conocidos, aunque solo hay unas pocas especies. Se les llama así porque con la ayuda de órganos especiales crean potentes descargas eléctricas en el agua. La anguila de agua dulce, por ejemplo, crea una tensión de tal fuerza que solo se pueden comparar mil baterías de una linterna con la ayuda de tales "golpes" que repelen un ataque enemigo o paralizan a su víctima. Tales peces son muy bien estudiados por los biólogos. Pero hay especies y otros.

Los llamamos de baja electricidad, emiten señales relativamente débiles. Estos incluyen la mayoría de las 20 mil especies de peces. Lo más sorprendente es que estos peces no tienen ningún órgano eléctrico especial.

Aquí llegamos a lo más interesante de nuestra historia. Los científicos de laboratorio han hecho muchos descubrimientos sorprendentes en el transcurso de varios años de trabajo. El estudio de peces de baja electricidad comenzó activamente hace solo veinte años. ¡Y resultó que los peces ordinarios - crucios, pececillos y muchos, muchos otros - emiten una señal eléctrica débil y sienten el campo eléctrico!

Todo comenzó con el hecho de que los biólogos descubrieron el extraño comportamiento de un pequeño pez de agua dulce: el bagre estadounidense. Resultó que sintió el acercamiento de una barra de metal en el agua a una distancia de varios centímetros. Y, digamos, reaccionó a ella solo cuando lo tocó. El científico inglés Hans Lissman ideó todo tipo de trucos para engañar a otro pez: el bagre del Nilo, gymnarhus. Lo que él simplemente no hizo, y el gimnasio a cierta distancia sintió objetos metálicos, incluso si estaban estrictamente aislados del agua, por ejemplo, estaban encerrados en una parafina o carcasa de vidrio.

De alguna manera química, es decir, "al gusto", el pez no podía sentir el metal. ¿Cómo explicar entonces su comportamiento? Probablemente, decidieron los investigadores, se trata de electricidad. Y no se equivocaron. De hecho, los peces posteriores encontraron órganos especiales que percibían una fuerza de campo eléctrico muy débil. Entre ellas, las ampollas de Lorenzini, nombradas en honor al científico italiano, son mejor descritas por los biólogos. Están ubicados en el sistema sensorial de la línea lateral y son tubos largos llenos de una sustancia gelatinosa. Allí, dentro, hay células sensibles con terminaciones nerviosas. Las ampollas de Lorenzini funcionan como pequeños galvanómetros o voltímetros naturales.

Al verificar la sensibilidad de los electrorreceptores en los peces, los científicos realizaron, por ejemplo, un experimento de este tipo. Cerraron la pecera con un paño o papel oscuro y condujeron cerca en el aire con un pequeño imán. ¡Y el pez sintió un campo magnético! Luego, los investigadores simplemente condujeron cerca del acuario con sus manos. E incluso reaccionó a un campo bioeléctrico tan débil creado por la mano humana.

Asombroso Si Pero los científicos prefieren hechos y cifras rigurosos. La investigación continuó, cada vez más complicada. Voltímetros sensibles, osciloscopios y otros instrumentos delicados aparecieron en el arsenal de biólogos, sin ellos se hizo imposible realizar experimentos.

Los peces no son peores y, a veces, incluso mejores que los dispositivos más sensibles del mundo, registran un campo eléctrico y notan el más mínimo cambio en su intensidad. Pero esto no es lo más sorprendente que descubrieron los biofísicos al estudiar peces de baja electricidad. Resultó que los peces no son solo "galvanómetros" flotantes, sino también "generadores eléctricos" flotantes. En otras palabras, irradian una corriente eléctrica al agua y crean un campo eléctrico a su alrededor, mucho más fuerte que lo que ocurre alrededor de las células vivas comunes.

"Nuestro laboratorio hizo muchas mediciones de la fuerza de este campo eléctrico", me dijo Vladimir Baron. - Encontramos que los peces emiten pulsos de corriente continua y corriente. Su voltaje se mide en décimas de voltio. La naturaleza y frecuencia de estos impulsos son diferentes para diferentes especies de peces. Y dependen de las condiciones externas y del bienestar de los peces. Hablando científicamente, por el grado de su emoción. El campo bioeléctrico, como una batería convencional, tiene dos polos: positivo y negativo. Un poste está en la cabeza, el otro en la cola. A veces, los signos de los polos cambian inesperadamente: el más de la cabeza salta a la cola, y el menos a la cabeza. Un pez nadó, y nuevamente cambian.

“Entonces”, le digo al científico, ¿estos peces todavía tienen algún tipo de generadores eléctricos, algunos órganos especiales que crean corrientes en el agua?

"Por extraño que parezca", respondió Vladimir, "no tienen esos órganos". Pero sabes que cualquier célula de organismos vivos es capaz de emitir un campo bioeléctrico. También lo hacen los peces. Solo a diferencia de otros animales, estas células en el curso de la evolución mutaron, se volvieron más poderosas y el campo creado por ellas es más fuerte que lo que ocurre en las células ordinarias. Los peces incluso aprendieron a controlar los impulsos actuales que emiten sus células.

- La naturaleza, como sabes, no crea nada en vano. Si esto es así, entonces ¿por qué necesitaba hacer un generador eléctrico de gudgeon que emite corrientes en el agua? Pregunté

Con peces eléctricos, todo está claro. Fuerte corriente o voltaje es su arma. Y es inútil golear. E incluso si intentara defenderse con su débil corriente de lucio, ella ni siquiera notaría su "inyección".

"Tienes razón", Vladimir sonrió. - Gudgeon en este sentido está indefenso. Un escudo eléctrico no lo ayudará. Sin embargo, la electricidad juega un papel muy importante en su vida, en la vida de casi todos los tipos de peces (ahora ni siquiera estoy hablando de peces eléctricos). Lo mismo que en nuestra vida, visión, audición, tacto, juego de palabras. Con la ayuda de los sentidos, recibimos información del mundo exterior. Y el pez, como puede ver, también tiene otro sentimiento desconocido para nosotros. Puede considerarse comprobado que se comunican mediante señales eléctricas. ¿Alguna vez has notado cómo, simultáneamente, gira simultáneamente un banco de peces en el agua, como si alguien les estuviera dando una señal? Los peces, por supuesto, no se dicen nada, dicen, tal vez nos volveremos. Simplemente nadan cerca y sienten el campo bioeléctrico de sus vecinos. Pero si solo uno de ellos está ansioso y gira bruscamente, todos los demás peces harán lo mismo al instante. Pero eso no es todo. Resultó que las señales eléctricas son utilizadas por los peces para marcar su territorio. En tierra, muchos animales dejan marcas de olor en su territorio. Parecen decir: esto es mío, ¡no vengas! Los peces, por otro lado, designan el territorio con su campo eléctrico. Con la ayuda de señales eléctricas, buscan comida y presas, atraen a las personas del otro sexo a sí mismas.

Por ejemplo, cuando el gymnarhus que ya hemos mencionado quiere explorar un objeto desconocido, no lo huele, no lo siente, no lo examina, sino que nada hacia él. cola Por qué Y es que es en la cola del gymnarchus donde se ubica un órgano eléctrico, que genera pulsos de corriente con una frecuencia de 300 hertzios. Después de realizar muchos experimentos y observaciones sutiles, los científicos llegaron a la conclusión de que los peces tienen un mecanismo especial para la ubicación eléctrica.

Al principio, por supuesto, se trazó una analogía con la ecolocación de los murciélagos. Se sabe que emiten ultrasonido, que se refleja en los obstáculos y regresa al animal.

Pero en el pescado, esto no es así en absoluto. Piense en un campo eléctrico ordinario con dos polos y un patrón característico de líneas de fuerza. ¿Qué sucederá si se introduce un objeto en este campo que, en contraste con el agua, tiene alguna otra conductividad eléctrica? ¿Decir metal? La configuración de las líneas eléctricas cambiará. Estos son los cambios que sienten los peces.

Con la ayuda de señales eléctricas, los peces pueden incluso "hablar" de una manera especial. El acné, por ejemplo, a la vista de los alimentos, comienza a generar pulsos de corriente de cierta frecuencia, atrayendo así a sus contrapartes. Y si se colocan dos peces en un acuario, la frecuencia de sus descargas eléctricas aumenta de inmediato. Los peces opuestos determinan la fuerza de su oponente por la fuerza de las señales emitidas por él. En resumen, ha habido muchas observaciones de este tipo. Los científicos incluso han planteado la hipótesis de que los peces marinos usan su capacidad para detectar señales eléctricas débiles para navegar por el océano durante una migración de miles de kilómetros.

Pero, ¿por qué todos los mismos peces, solo ellos? ¿Por qué otros animales no tienen este sentimiento? Hay dos explicaciones hasta ahora. Primero: las propiedades físicas especiales del agua. Ella es una guía maravillosa. Especialmente agua de mar. Las ondas y corrientes eléctricas se propagan en él, sin atenuación, a distancias de miles de kilómetros. La corriente eléctrica de baja frecuencia puede circular por todos los océanos. Por lo tanto, no es sorprendente que los peces que viven en el agua durante la evolución hayan desarrollado mecanismos para generar y registrar señales eléctricas. La segunda razón es la estructura fisiológica de los músculos de los peces, que con el tiempo se han convertido en generadores eléctricos vivos.

¿Qué puede aprender una persona de todas estas cualidades inusuales de los peces? Mucho Bionics, como sabes, extrae ideas originales de la naturaleza. El científico notará algo inusual en la naturaleza, en los organismos vivos, y lo transferirá a la tecnología. Por ejemplo, generadores de peces eléctricos. ¡Estas son baterías casi perfectas! Son duraderos, de tamaño pequeño, capaces de acumular rápidamente mucha energía. Si fuera posible comprender con más detalle el mecanismo de su trabajo, habría una revolución en la tecnología.

Las características de la reacción de los peces a las señales eléctricas se han convertido en la base para el desarrollo de una amplia variedad de dispositivos.

Puede copiar en peces su capacidad de localización y comunicación submarina. Tal conexión sería significativamente mejor que la ecolocalización de sonar utilizada actualmente. Después de todo, le recuerdo que no hay barreras para una señal eléctrica en el agua; incluso puede salir del agua, a diferencia del sonido. Los especialistas en laboratorio de problemas de orientación han desarrollado un sistema compacto para la comunicación inalámbrica entre un barco pesquero y una red de arrastre. Los pulsos actuales en este caso controlan varios dispositivos ubicados en la red de arrastre.

¿POR QUÉ PESCAR UN OSCILÓGRAFO?

Cuando apareció por primera vez en este laboratorio, me pareció un zoológico. Más precisamente, a ese pabellón del zoológico, donde hay largas hileras de acuarios, detrás de los vidrios de los cuales espadachines, guppies, crucianos y carpas mueven sus colas con sus colas. Aquí también reinó el "reino de los peces". Estantes con docenas de acuarios se extendían a lo largo de las paredes del laboratorio, en el fondo arenoso del cual, como si pensara, se alzaban gudones con bigote. Cada uno de ellos tenía su propio departamento: vivían solos.

"Estos peces trabajan honestamente para la ciencia", sonrió un joven científico, candidato de ciencias biológicas Vladimir Baron.

Al familiarizarme con el laboratorio, busqué en otras habitaciones. Y hay equipos electrónicos: osciloscopios, voltímetros, generadores de alta frecuencia. ¿Por qué los peces necesitan un osciloscopio? Esa pregunta le hice a Vladimir.

"Estamos estudiando el papel de la electricidad en sus vidas", dijo. - ¿Sabes que los peces pueden generar una corriente eléctrica y son capaces de detectar un campo eléctrico?

Lo que los científicos me dijeron aquí en el laboratorio de problemas de orientación de peces en el Instituto de Morfología Evolutiva y Ecología Animal A. N. Severtsov de la Academia de Ciencias de la URSS fue como ciencia ficción.

El famoso científico estadounidense, físico galardonado con el Premio Nobel R. Feynman dijo una vez: "Prácticamente no hay un fenómeno natural que no esté acompañado de electricidad". Y, de hecho, los fenómenos eléctricos ocurren no solo en la naturaleza inanimada, sino que son inherentes a todos los seres vivos. Recuerde el hecho del libro de texto: por primera vez, el científico italiano Galvani descubrió la electricidad con la ayuda de un organismo vivo, a saber, una rana.

Sin embargo, el hombre descubrió la electricidad en los peces en la antigüedad. Más bien, sentí, sin sospechar al mismo tiempo de su existencia. Este concepto no existía entonces. Por ejemplo, los antiguos griegos desconfiaban de encontrar peces en el agua, lo que, como escribió el gran científico Aristóteles, "adormece a los animales". El pez, que causó miedo en las personas, era una raya eléctrica y llevaba el nombre

Torpedo Y hace solo doscientos años, los científicos finalmente entendieron la naturaleza de este fenómeno.

En el siglo XIX, los científicos establecieron que todos los tejidos y células vivos son una especie de fuente de corriente eléctrica y que la vida no puede existir sin electricidad. Hoy cada estudiante sabe sobre esto. Muchos han oído hablar de rampas y anguilas eléctricas. Pero, ¿significa esto que la ciencia ya sabe todo sobre los peces y que no hay nada más que descubrir? Por supuesto que no. Hay tantas preguntas y acertijos en esta área de la biología.

¡Hace solo una década y media, el científico soviético P. Gulyaev por primera vez logró registrar un campo bioeléctrico en el aire que rodea los nervios, tejidos y órganos de animales e incluso humanos usando equipos altamente sensibles! Es decir, logró detectar un campo que rodea, por ejemplo, un conductor de corriente. El campo alrededor del tejido vivo se llamó electroaurograma. En otras palabras, usted y yo, como todos los animales que corren, vuelan y flotan, somos generadores eléctricos vivos originales.

Sobre la base de este descubrimiento, otro científico soviético A. Pressman presentó la hipótesis original según la cual los animales parecen ser capaces de utilizar campos electromagnéticos débiles para intercambiar información y comunicarse entre sí. Solo esto, afirmó el científico, puede explicar algunas de las características en el comportamiento de los animales de carga y los insectos sociales. Pero la hipótesis sigue siendo una hipótesis. Todavía no se ha establecido, por ejemplo, que las abejas "hablen" utilizando un campo eléctrico. Y no sentimos este campo de ninguna manera. Por lo tanto

Pin
Send
Share
Send