電鰻發電的原理是什麼？

1樓：呱呱好田

我翻譯的一部關於亞馬孫雨林電魚世界的紀錄片，可以作為參考。https://

2樓：雪中蓮

電鰻是魚類中放電能力最強的淡水魚類，輸出的電壓達300～800伏，因此電鰻有水中「高壓線」之稱。電鰻的發電器的基本構造與電鰩相類似，也是由許多電板組成的。它的發電器分布在身體兩側的肌肉內，身體的尾端為正極，頭部為負極，電流是從尾部流向頭部。

當電鰻的頭和尾觸及敵體，或受到刺激影響時即可發生強大的電流。電鰻的放電主要是出於生存的需要。因為電鰻要捕獲其他魚類和水生生物，放電就是獲取獵物的一種手段。

它所釋放的電量，能夠輕而易舉地把比它小的動物擊死，有時還會擊斃比它大的動物，如正在河裡涉水的馬和游泳的牛也會被電鰻擊昏。

電鰻體內有一些細胞就像小型的疊層電池，當它被神經訊號所激勵時，能陡然使離子流通過它的細胞膜。電鰻體內從頭到尾都有這樣的細胞，就像許多疊在一起的疊層電池。當產生電流時，所有這些電池（每個電池電壓約0.

15伏）都串聯起來，這樣在電鰻的頭和尾之間就產生了很高的電壓。許多這樣的電池組又併聯起來，這樣就能在體外產生足夠大的電流。用這些電流足以將它的獵物或天敵擊暈或擊斃。

淡水裡的電魚需要更多的電池串聯在一起，因為淡水的電阻較大，產生同樣的電流需要更高的的電壓。

電鰻的放電器官在身體的兩側，而且它大部分的身體或重要的器官都由絕緣性很高的構造包住，在水中就像是乙個大電池。電流由電阻最小的通路經過，所以在水中放電時，電流會經由水（電阻比電鰻身體小）傳遞，電鰻並不會電到自已。但如果電鰻被抓到空氣中，因空氣的電阻比它身體的電阻更大，放電的話就會電到自已了。

另外，如果電鰻受傷使兩側的絕緣體同時破損的話，放電時就會像兩條裸露的電線一樣發生短路的現象。

3樓：黑暗森林的月光

對於上面「人們根據電鰻的特性發明了電池」，我強烈的懷疑是一種牽強附會的說法。雖然這兩者有那麼點類似，但電池的發明幾乎可以肯定和電鰻的啟發毫無關係。事實上研究清楚電鰻的發電原理，要遠遠晚於電池的發明。

4樓：電氣小混混

電鰻（學名：Electrophorus electricus）是一種以能短暫強力放電而聞名的淡水魚類，生活在南美洲亞馬遜河和蓋亞那河流域。

配圖中的電鰻是線翎電鰻，主要用微弱電流來感知周圍環境，因為他眼睛已經退化。

主流上說的電鰻應該是特指 E. electricus的。感謝 @吳易易指出。

電鰻是魚類中放電能力最強的淡水魚類，有「水中高壓線」之稱。

電鰻的放電能力來自於它特化的肌肉組織所構成的放電體。

電鰻尾部兩側的肌肉由規則排列著的6000~10000枚肌肉薄片組成，薄片之間有結締組織相隔，並有許多神經直通中樞神經系統。

電鰻的頭部是正極，尾部是負極，每枚肌肉薄片像乙個小電池，只能產生150毫伏的電壓，但近萬個「小電池」串聯起來，放電時的電壓便高達600～800V，這種高電壓只能維持非常短暫的時間。

電鰻之所以能不被自己或同類電到，那是因為電鰻體內的脂肪組織有很好的絕緣作用，而且電鰻本身已很適應微弱的帶電環境。

2023年6月《Science》發表了研究人員關於電鰻發電的最新研究成果。

該研究揭曉了電鰻首次進化形成帶電能力源自2億年前，帶有發電器官的電鰻共經歷了6次進化，逐漸完善其放電能力，並首次解碼電鰻的基因之謎。

[Refer to [2]]

研究指出，1-2億年前，一些鰻魚物種通過進化肌肉細胞為發電細胞，開始增強電能，逐次組織細胞並製造更多的電能。研究報告合著作者、美國威斯康星大學麥迪遜分校研究生琳賽-特雷格(Lindsay Traeger)說：

「進化改變了肌肉細胞的收縮能力，使其在細胞膜的蛋白質分布規律發生變化，目前所有發電細胞推動離子穿過細胞膜，形成大量的正電荷電流。」

參考資料

[1] 電鰻

[2] Gallant J R, Traeger L L, Volkening J D, et al. Genomic basis for the convergent evolution of electric organs[J]. Science, 2014, 344(6191):

1522-1525.