ثعبان البحر الكهربائي: الخصائص ، الموطن ، التكاثر - مادة الاحياء - 2026

و ثعبان البحر الكهربائي (مولد الكهربية الراكدة electricus) هي أسماك المياه العذبة التي تنتمي إلى عائلة Electrophoridae. جسمه ممدود وله زعنفة شرجية طويلة ومموجة تقع على طول الداخل حتى الذيل. تفتقر هذه الأنواع إلى الزعانف الظهرية والحوضية.

الميزة الأكثر بروزًا هي قدرتها على أن تكون مولدًا للكهرباء الحيوية ، حيث تكون قادرة على تفريغ تيار مباشر من 600 فولت إلى 1 واط. يحدث هذا بسبب النقل النشط لأيونات البوتاسيوم ، من خلال الخلايا الكهربائية التي تشكل أعضائها الكهربائية الثلاثة.

ثعبان البحر الكهربائي. المصدر: KoS

عندما يحدد ثعبان البحر موقع فريسته ، يرسل الدماغ إشارة إلى الخلايا الكهربية ، مما يتسبب في تدفق أيونات الصوديوم ويتسبب في انعكاس قطبية الخلية للحظات.

يولد الاختلاف المفاجئ في الجهد الكهربائي تيارًا كهربائيًا مشابهًا لتيار البطارية ، حيث تتسبب الصفائح المكدسة في اختلاف الجهد الكهربائي.

يتم استخدام هذه الطاقة المنتجة من قبل ثعبان البحر لصعق فريسته والملاحة والدفاع.

Electrophorus electricus هو سمكة مستوطنة من منطقة أمريكا الجنوبية الاستوائية. تعيش في المياه الهادئة والضحلة لنهري أورينوكو والأمازون.

مميزات

ستان شيبس

- الجسم

الجسم ذو شكل مستطيل واسطواني. الرأس مفلطح ، بفم كبير ، يقع في نهاية الخطم.

فيما يتعلق بالزعانف ، فإن Electrophorus electricus يخلو من الحوض والظهر. في المقابل ، الزعنفة الشرجية طويلة ومموجة ، وتحتوي على أكثر من 250 شعاعا من الملمس الناعم. يمتد على طول الجزء السفلي من الجسم حتى الذيل. وتتمثل مهمتها في دفع الأسماك أثناء تحركاتها.

في الدراسات الحديثة ، حدد الباحثون بقايا العظام المقابلة للذيل الحقيقي. هذا يتناقض مع الرأي التقليدي القائل بأن هذا النوع كان يفتقر إلى الذيل.

أما بالنسبة للأعضاء الحيوية ، فهي تقع في المنطقة الأمامية من الجسم ، وتشغل حوالي 20٪ من المساحة الكلية للأسماك. تشغل الأعضاء الكهربائية باقي مساحة الجسم.

- عمليه التنفس

يتميز ثعبان السمك الكهربائي بوجود نظام تنفسي شديد الأوعية الدموية. بالإضافة إلى ذلك ، تتحلل الخياشيم وتشارك بشكل رئيسي في عملية التخلص من ثاني أكسيد الكربون.

يحدث امتصاص الأكسجين بشكل رئيسي في الفم ، وهو غني بالأوعية الدموية التي تسمح بتبادل الغازات. بالإضافة إلى ذلك ، فهي مبطنة بالعديد من الحليمات التي توسع السطح لعملية التنفس.

يحتاج Electrophorus electricus إلى تنفس الهواء ، لذلك يحتاج إلى الخروج من الماء بشكل منتظم لاستيعاب الأكسجين ثم الغوص مرة أخرى في عمق التيار.

يؤكد الباحثون أن ثعبان البحر لديه سلوكيات تكيفية وفقًا لمستوى الأكسجين في البيئة. وهكذا ، عندما يكون منخفضًا ، يسرع الحيوان معدل أنفاسه.

- تلوين

الجلد غير مغطى بالقشور. عادة ما يكون الجزء العلوي من الجسم بني داكن أو بني رمادي. فيما يتعلق بالمنطقة البطنية ، لها لون برتقالي أو أصفر فاتح. ومع ذلك ، في الأنثى الناضجة هذه النغمات أغمق.

- الكهربية

الخلايا الكهربية هي خلايا مستطيلة ومسطحة تشكل الأعضاء الكهربائية. يتم محاذاة هذه ، بحيث يتدفق التيار الأيوني خلالها. وهي مكدسة أيضًا ، مما يسمح لكل منها بإضافة إمكانات إلى الشحنة الكهربائية.

على الرغم من أن الشحن يستمر من 2 إلى 3 آلاف من الثانية ، إلا أنه يمكن تكراره حتى 150 مرة كل ساعة ، دون ظهور علامات التعب على ثعبان البحر. عندما يكون الحيوان غير متحرك ، لا يكون له نشاط كهربائي بشكل عام.

ومع ذلك ، عندما يبدأ في التحرك ، فإنه يصدر نبضات صغيرة ، بمعدل حوالي 50 في الثانية. على الرغم من أن التفريغ الكهربائي يمكن أن يصعق الأسماك على بعد عشرين قدمًا ، إلا أن ثعبان السمك لا يتضرر.

- سباحة المثانة

كما هو الحال في بعض أسماك السلالة الفائقة Ostariophysi ، تنقسم المثانة الهوائية إلى غرفتين. الجزء الأمامي متصل بالأذن الداخلية من خلال جهاز ويبر. يتكون هذا من مجموعة من العظام الصغيرة ، مشتقة من فقرات عنق الرحم.

بفضل هذه الخاصية الخاصة ، تتمتع E. electricus بقدرة سمعية هائلة وحاسة سمعية ممتازة. أما الغرفة الخلفية لمثانة السباحة ، فهي ممتدة في جميع أنحاء الجسم ، مما يسمح للطفو بالطفو.

- توليد الكهرباء

ثعبان السمك الكهربائي هو النوع الوحيد بين الجمباز الذي يحتوي على ثلاثة أزواج من الأعضاء الكهربائية: العضو الرئيسي وعضو الصياد وعضو ساش. هؤلاء هم المسؤولون عن إنتاج الكهرباء.

يقع العضو الرئيسي على الجانب الظهري من السمكة ، ويشمل النصف الأوسط من الجسم ، من مؤخرة الرأس إلى منتصف الذيل. أما بالنسبة لعضو هنتر الكهربائي ، فهو يقع بالتوازي مع عضو ماين ، ولكن باتجاه الجانب البطني.

يولد كلا العضوين نبضات عالية الجهد ، والتي تصعق الفريسة وتردع الحيوانات المفترسة. في الربع الخلفي من Electrophorus electricus يوجد عضو Sach ، وهو مسؤول عن إنتاج نبضات الجهد المنخفض.

بفضل هذه النبضات ، يمكن للحيوان التواصل والتنقل في المياه العكرة. علاوة على ذلك ، فإن هذا الهيكل العضوي يشكل القطب السالب لثعبان السمك.

تحتوي الأعضاء على ما بين 5000 و 6000 صفيحة كهربائية مجمعة معًا ، والتي يمكن أن تولد تفريغًا من 600 فولت حتى 1 أمبير. عندما يكون الهزاز ، كما يُعرف هذا النوع أيضًا ، في مرحلة الأحداث ، فإنه ينتج جهدًا أقل ، حوالي 100 فولت.

الهيئات التكميلية

تحتوي هذه السمكة أيضًا على مستقبلات درنية حساسة للتردد العالي. تتوزع الهياكل المذكورة على الجسم بطريقة البقع. يشير الخبراء إلى أن وظيفتها يمكن أن تكون مرتبطة بصيد الجمباز الأخرى.

عمل

يحدث التفريغ الكهربائي لأن الجهاز العصبي للثعبان الكهربائي يحتوي على خلايا كهربية تنتج الكهرباء ، مرتبة على شكل أقراص ، تسمى الخلايا الكهربية.

يحتوي محيط كل منها على شحنة كهربائية سالبة صافية ، مع فرق محتمل قدره 100 ملي فولت ، فيما يتعلق بالمناطق الداخلية الأعمق للخلية ، والتي تكون موجبة الشحنة.

من خلال النقل النشط ، تعبر أيونات البوتاسيوم الموجودة خارج الخلية الغشاء وتدخل في السيتوبلازم ، مما يؤدي إلى خروج بعض هذه الأيونات الموجودة بالداخل ، بهدف تحقيق التوازن. تطلق هذه العملية ما يقرب من 50 ملي فولت من الكهرباء.

نظرًا لأن الخلايا الكهربية مكدسة بجانب بعضها البعض ، فإن الميليفولت المتولدة تؤدي إلى تفريغ جماعي ، مما يتسبب في إنتاج ثعبان البحر حتى 600 فولت.

خدمة

يستخدم Electrophorus electricus الكهرباء لأغراض مختلفة. يستخدم الجهد المنخفض للكشف عن البيئة المحيطة به ، بينما يمكن للجهد العالي أن يدافع عن نفسه ، بالإضافة إلى اكتشاف فريسته وصعقها.

أيضًا ، عن طريق التحاضن ، يمكنك تركيز الصدمة على منطقتين من الجسم. إذا تم تحريك ثعبان السمك الكهربائي ، يمكن أن يطلق الكهرباء بشكل متقطع ، لمدة ساعة تقريبًا. ومع ذلك ، خلال ذلك الوقت ، لم تظهر على الأسماك أي علامات على الإرهاق.

بالإضافة إلى ذلك ، فإن هذا الحيوان قادر على التحكم في الجهاز العصبي والعضلي لفريسته ، حيث يستخدم الكهرباء التي ينتجها. وهكذا يمنعها من الهروب.

الموئل والتوزيع

ستيفن ج.جونسون

تم العثور على ثعبان السمك الكهربائي في شمال شرق أمريكا الجنوبية ، بما في ذلك حوض نهر أورينوكو ، بالإضافة إلى الحوض السفلي والمتوسط ​​لنهر الأمازون. وبالتالي ، يمكن أن تقع في البرازيل وكولومبيا وبوليفيا والإكوادور وغيانا الفرنسية وبيرو وغيانا وفنزويلا وسورينام.

تعيش هذه الأسماك في المياه العذبة ، في السهول الساحلية والقاع الموحل للمستنقعات والأنهار والجداول ، حيث يجب أن تخرج منها كثيرًا لاستنشاق الأكسجين.

تعيش ثعابين السمك الصغيرة غالبًا في مجموعات في مناطق رملية ، حيث يكون تدفق المياه بطيئًا. بمجرد بلوغهم مرحلة النضج ، يصبحون منفردين

يعتبر E. electricus نوعًا ليليًا يفضل المياه الضحلة الراكدة أو الهادئة ، حيث يمكن العثور عليها بين جذور النباتات المائية.

التصنيف

مملكة الحيوان.

سوبرينو: بيلاتيريا.

-الفيلوم: حبلي.

- السوبفيلوم: الفقاريات.

-الفئة الفائقة: Actinopterygii.

-الفئة: Teleostei.

-سوبروردن: Ostariophysi.

-الطلب: الجمباز.

-الطلب الفرعي: Gymnotoidei.

الأسرة: Electrophoridae.

-الجنس: الكتروفوس.

-الأنواع: Electrophorus electricus.

حالة الحفظ

المصدر: Vsion (2005). ويكيميديا ​​كومنز

انخفض عدد السكان المختلفين في أمريكا الجنوبية من ثعبان السمك الكهربائي ، حيث تقوم العديد من المنظمات (الوطنية والدولية) بإجراء أبحاث حول حالتهم.

أظهرت النتائج ، في الوقت الحاضر ، أن مجتمعات Electrophorus electricus مستقرة وليست مجزأة. ومع ذلك ، فإن IUCN يسرد هذه الأنواع على أنها أقل إثارة للقلق للانقراض.

بالنسبة لهذا التصنيف ، تم النظر في عدة عوامل ، من بينها التوزيع المكاني الكبير ، والقدرة الكبيرة على العيش في موائل مختلفة ، والقليل من التهديدات المعممة التي تؤثر على الأنواع.

من بين التهديدات التي تؤثر على ثعبان السمك الكهربائي هو صيده ، ليتم تسويقه في أحواض السمك ، حيث يمثل نقطة جذب مهمة للزوار. أيضًا ، في بعض مناطق الأمازون الصغيرة ، يستهلك السكان المحليون اللحوم ، ويصنعون معها الأطباق المحلية التقليدية.

تعتبر E. electricus مصدرًا مهمًا للدراسة ، لأن المجتمع العلمي مهتم بمعرفة تفاصيل قدرتها الكهربائية وتطبيقها في مختلف مجالات الحياة اليومية.

التكاثر

ثعبان السمك الكهربائي هو حيوان بيوض ، يحدث التزاوج في موسم الجفاف. يشير بعض المتخصصين إلى أنه في بداية الموسم المذكور ، بينما يقترح البعض الآخر أنه خلال مجراه.

في التحقيقات التي أجريت في مناطق التفريخ ، لاحظ الخبراء أنه ليس كل الإناث المصابات بمناسل متطورة تضع البيض. قد يشير هذا إلى أن النجاح الإنجابي ربما يرتبط بإيجاد الإناث أماكن مناسبة للتكاثر.

تضع الأنثى حوالي 17000 بيضة في عش ، بناه الذكر بلعابه ، على سطح الماء أو بين جذور بعض النباتات المائية ، من بينها نباتات مونتريشارديا. يحدث التبويض بطريقة جزئية على ثلاث دفعات متتالية.

يتم تخصيب البويضات المودعة بالحيوانات المنوية للذكور. تنمو اليرقات حتى منتصف شهر يناير. في ذلك الوقت ، غمرت الأمطار الأولى منطقة التكاثر ، مما تسبب في تفرق صغار ثعابين السمك ، التي يبلغ قياسها حوالي 10 سم.

الأطفال

يمكن أن تتغذى اليرقات الأولى على البيض والأجنة الأخرى من التبويض المتأخر. يظل الصغار قريبين من الوالدين ، لكن سرعان ما يسبحون بمفردهم.

عندما يبلغ طول الصغار حوالي 15 ملم ، تكون الأعضاء الكهربائية قد نمت بالفعل ، مما يسمح لهم بتوجيه أنفسهم. عند وصولها إلى 40 ملم ، تكون قادرة بالفعل على توليد تيارات كهربائية قوية.

تغذية

- نظام غذائي

تصنف ثعابين السمك الكهربائية عمومًا على أنها حيوانات آكلة للحوم ، ولكنها على الأرجح من آكلات اللحوم المنتشرة.

هذا لأنه يتغذى على الروبيان وسرطان البحر والأسماك ورباعي الأرجل والثدييات الصغيرة والحشرات المائية والبرية. بالإضافة إلى ذلك ، يمكنك في بعض الأحيان أن تستهلك ثمار نخيل الأكاي (Euterpe oleracea).

يختلف النظام الغذائي حسب مرحلة التطور التي يكون فيها. وهكذا ، عندما يكون ثعبان السمك الكهربائي في مرحلة الأحداث ، فإنه يتغذى بشكل أساسي على الحيوانات اللافقارية. إذا أصبح الطعام نادرًا ، فقد تأكل الثعابين الأخرى التي لم تفقس.

عند بلوغ سن الرشد ، قم بتوسيع النظام الغذائي بحيث يشمل الأسماك والطيور والثدييات الصغيرة ، مثل القوارض.

- عادات التغذية

للعثور على فريسته ، يستخدم Electrophorus electricus عضو ساكس. ينقل إشارة نبضية ضعيفة ، والتي تستخدم أيضًا لأغراض الاتجاه والموقع.

عندما يعثر على الفريسة ، يصدر ثعبان البحر الكهربائي إشارة أقوى بكثير ، مما يذهل الفريسة. هذا يفعله من خلال الأعضاء الرئيسية والصياد.

إذا كان الحيوان صغيرًا ، يمكن أن تقتله الصدمة الكهربائية. على العكس من ذلك ، إذا كانت أكبر ، فإنها لا تقتلها ، لكنها تصعقها بما يكفي لتتمكن من أسرها وبالمثل ، فإن هذا النوع لديه القدرة على تعديل الانبعاث الكهربائي ، وإجراء عمليات تفريغ محكومة ضد الحيوان الذي يرغب في التقاطه.

بهذه الطريقة ، يتداخل تواتر الصدمة مع الجهاز العصبي للفريسة ، مما يؤدي إلى تحفيز الخلايا العصبية الحركية والتسبب في حركات لا إرادية. يؤدي هذا إلى تحرك الفريسة بشكل لا يمكن السيطرة عليه في أي اتجاه ، مما يمنعها من الاختباء.

طرق

قد تكون العادة الغذائية المتمثلة في مهاجمة فرائسها بطريقة مفاجئة هي المنتج التطوري لحاجة الحيوان إلى حماية فمه من الإصابات التي قد تتركها الأسماك التي يصطادها والتي تقاتل من أجل حياتها.

وبالتالي ، بسبب صعق الفريسة ، يمكن امتصاصها في فم ثعبان البحر وتوجيهها إلى المعدة. في بعض الأحيان ، بناءً على حجم الفريسة ، لا تحتاج إلى التأثير عليها بصدماتها الكهربائية ، بل تبتلعها بسرعة.

تقنيات أخرى

أظهر الخبراء أن Electrophorus electricus يلف جسمه حول الحيوانات المراوغة أو الكبيرة. بعد ذلك ، يطلق ثعبان السمك العديد من الصدمات الكهربائية ، مما يؤدي إلى إجهاد الفريسة ، وبالتالي تسهيل استهلاكها.

تهدف هذه الإستراتيجية إلى مضاعفة قوة المجال الكهربائي الموجود بين القطب الموجب الواقع بالقرب من الرأس والقطب السالب الموجود عند الذيل.

سلوك

إن ثعبان السمك الكهربائي ليس حيوانًا عدوانيًا. يستخدم الحيوان التفريغ الكهربائي القوي الذي يمكن أن ينتجه لإطعام نفسه ولأغراض دفاعية. علاوة على ذلك ، يتم استخدام الشدة المنخفضة لتحديد الموقع الكهربائي واكتشاف الأشياء.

إنه حيوان ليلي يمكنه الاختباء خلال النهار بين النباتات المائية أو في أنواع مختلفة من الملاجئ ، مثل الثقوب والشقوق.

للتنقل في المياه التي تعيش فيها ، يلوح هذا النوع بزعنفته الشرجية الطويلة ، والتي تمتد من الناحية البطنية على جسمها.

في بعض الأحيان ، لإيصال صدمات كهربائية قوية ، قد يقفز هذا الحيوان من الماء أو يضع رأسه لفترة وجيزة فوق الماء ويلامس حيوانًا مغمورًا جزئيًا. وهكذا ، فإن التيار الكهربائي يدخل جسم فريسته أو المفترس الذي يطاردها مباشرة.

المراجع

1. فالاسكو ، ت. (2003). تنوع الحيوانات Electrophorus electricus. تعافى من animaldiversity.org.
2. ويكيبيديا (2019). ثعبان البحر الكهربائي. تعافى من en.wikipedia.org.
3. ريس ، آر ، ليما ، ف. (2009). Electrophorus electricus. القائمة الحمراء IUCN للأنواع المهددة بالانقراض 2009. تم الاسترجاع من ucnredlist.org.
4. Gotter AL ، Kaetzel MA ، Dedman JR. (1998). Electrophorus electricus كنظام نموذجي لدراسة استثارة الغشاء. تعافى من ncbi.nlm.nih.gov.
5. شواسمان هو ، Assunção MIS ، Kirschbaum Fc ، (2014). تطور تطور الأعضاء الكهربائية في الأنقليس الكهربائي ، الكهربية الكهربائية: الفسيولوجية والنسيجية والتحقيقات الهيكلية الدقيقة. تعافى من karger.com.
6. مينديس جونيور ، رايموندو نوناتو ، سا أوليفيرا ، جوليو ، إف فيراري ، ستيفن. (2015). بيولوجيا ثعبان السمك الكهربائي ، Linnaeus ، 1766 (Gymnotiformes: Gymnotidae) في السهول الفيضية لنهر Curiaú ، شرق الأمازون. بوابة البحث. تعافى من researchgate.net.
7. موسوعة العالم الجديد. (2019) ثعبان البحر الكهربائي. تعافى من newworldencyclopedia.org.
8. كارلوس ديفيد دي سانتانا ، وريتشارد ب.فاري ، وولمار بنيامين ووسياكي (2013). القصة غير المروية للهيكل العظمي الذيلية في ثعبان البحر الكهربائي (Ostariophysi: Gymnotiformes: Electrophorus). تعافى من semanticscholar.org.
9. دينيس ثوني ، بول لويسيل ، نيل شلاغر (2004). موسوعة الحياة الحيوانية لـ Grzimek. تعافى من books.google.co.ve.
10. ITIS (2019). Electrophorus electricus. تعافى من itis.gov.