Ученые выяснили, как акулы и скаты чувствуют электричество

Виды скатов. Изображение: Biodiversity Heritage Library /flickr

В новой работе исследователи из США измерили электропроводность желе, заполняющего ампулы Лоренцини — электрочувствительные органы некоторых рыб. Оказалось, что оно обладает рекордной среди биологических материалов проводимостью протонов — положительно заряженных частиц.

Ампулы Лоренцини — орган чувств, которым некоторые рыбы ощущают электрическое поле своих жертв. Впервые их описал итальянский ученый Стефано Лоренцини в 1678 году: это небольшие поры вокруг головы и на нижней стороне тела акул и скатов. Каждая пора соединена с электрочувствительными клетками каналом, заполненным прозрачным вязким желе. В новом исследовании группа американских биологов и физиков впервые выяснила, как происходит передача сигнала в этой системе. Их статья опубликована в журнале Science Advances.

В работе ученые извлекали желе из ампул Лоренцини большого калифорнийского ската, длинноносого ската и малой молот-рыбы (акулы-лопаты), после чего измеряли способность этого желе проводить электрический ток.

Расположение ампул Лоренцини на теле: A — ската, B — акулы. С — расположение ампул под кожей. D — строение ампулы. Иллюстрация из статьи


Результаты измерений показали, что желе из ампул Лоренцини хорошо проводит протоны — положительно заряженные ядра водорода. Полученная экспериментально величина проводимости составляет 2 ± 1 миллисименса на сантиметр. По словам исследователей, это рекордная величина для биологических материалов: она всего в 40 раз меньше характерных значений для самого современного протон-проводящего полимера — нафиона. Мембраны из этого вещества используют в топливных элементах.

В будущем ученые планируют выяснить, какие именно вещества в составе желе из ампул Лоренцини позволяют скатам и акулам улавливать изменения электрического поля величиной всего в пять нановольт на сантиметр. Для сравнения: напряженность электрического поля в нескольких сантиметрах от поверхности тела человека может составлять вольты на сантиметр. О том, какую роль играет электричество в теле живых существ, смотрите в видеоматериале «Чердака».

Теги:

Читать еще на Чердаке: