听电鱼
在您当地的热带鱼店,您可以找到一种特别奇妙的生物,称为象鼻鱼,或者更准确地说,是莫米里德家族的成员Gnathonemuspetersii。
除了这种动物明显的视觉兴趣外,它还有另一个令人着迷的方面——它向水中发射电脉冲,以此来定位食物、其他鱼类和潜在的配偶。
使用简单的廉价设备(例如压电耳机或小型放大器)很容易听到这些电信号。
压电耳机是我之前描述的一种简单设备(在水晶收音机部分。您可以在RadioShack的水晶收音机套件中获得它们,或者您可以从我们的目录中获得它们。它们对小电信号非常敏感,并且因此它们非常适合检测来自象鼻鱼的电信号,并将其转换为您可以听到的声音。
要听鱼,只需将耳机中的一根线插入鱼缸一侧的水中,另一根线插入鱼缸另一侧的水中,然后将耳机放在耳边。
如果您单击此处,您可以听到它的声音。
如果鱼静止不动,电脉冲将不常见。但是随着鱼的移动,它会增加脉冲的频率,直到几乎是嗡嗡声。它这样做是因为当它移动得更快时,它需要更多关于周围环境的信息才能导航。它使用像雷达一样的脉冲来避开障碍物、寻找食物、避开掠食者以及定位其物种的其他成员。
要让整个房间都能听到电鱼的声音,您需要一个放大器。立体声系统或扬声器通常具有您可以使用的辅助输入或留声机输入。只需插入一根电缆,然后像我们为耳机做的那样将两根电线放在水箱中。
在下面的照片中,我使用了RadioShack电池供电的放大器,它体积小,便于携带到鱼店。放大器是RadioShack部件号-。
一个插头插入输入插孔,两个鳄鱼夹将插头的电线连接到两根裸铜线,这些铜线通入水箱左右两侧的水中。这条鱼被暂时放在一个小水箱里,以便于拍摄。这个鱼缸太小了,不能让鱼在里面呆一个多小时。
使用放大器,整个房间都可以轻松听到鱼对环境做出反应时的咔哒声和嗡嗡声。
信号的性质
使用示波器或计算机声卡,我们可以捕获信号并查看它的图片。下图是鱼在鱼缸周围飞奔时快速爆发的快照。
单个脉冲的特写视图如下所示。
只需将麦克风放在放大器上,您就可以将声音捕获到计算机声卡并详细检查图表。此页面上的图表是使用昂贵的示波器捕获的,然后使用计算机上的电子表格程序绘制图表,但您不需要昂贵的设备即可获得类似的结果。声卡足以获得这些频率的所有细节。
电器官放电
象鼻鱼的电器官清晰可见。它是连接鱼“裙子”和尾鳍的狭窄微红色区域。
这是产生信号的器官。它是一种改良的肌肉。为了接收来自其他鱼类或自身放电回声的电信号,象鼻鱼具有三种不同类型的受体。这些是mormyromasts、knollenorgans和壶腹感受器。
mormyromats是检测器官放电回声的器官。它们使鱼能够在浑浊的水中航行并找到猎物。
knollenorgans检测其他象鼻鱼的电子器官放电,从而有助于交流和寻找配偶。
壶腹感受器测量其他水生动物发出的低频电场。鲶鱼和鲨鱼也使用类似的壶腹受体。
鱼类对其环境中的微量污染物非常敏感。在德国的一些城镇,象鼻鱼被用来检测城市供水中极少量的铅和三氯乙烯。因为放电很容易用计算机检测和监控,所以这种方法比化学测试便宜,并且可以连续进行。当任何一种污染物的水平上升时,每分钟的排放量会显着下降,即使是在远低于被认为是危险的水平时。
其他电鱼
一些比较知名的电鱼是南美电鳗Electrophoruselectricus和非洲电鲶Malopteruruselectricus。另一种著名的电鱼是地中海电鳐鱼雷鱼雷。还有一种来自中国的电动鲶鱼,Parasilurusasota。这些是具有强大放电器官的大型鱼。他们使用放电来击晕猎物并阻止捕食者。
其他的电鱼更像象鼻鱼,放电很小,用于导航和通讯。
与象鼻属于同一鱼类(称为mormyriform鱼)的还有其他几个物种,例如Pollimyrusisidori、Gymnarchusniloticus和Brienomyrusbrachyistius。
另一类弱电鱼是南美裸鳃类鱼,如Hypopomusartedi、Sternopygus和Eigenmannia。虽然Hypopomus产生像象鼻鱼一样的脉冲,但其他产生纯粹的连续正弦波。
南美裸体鱼类鱼凡骑士(玻璃刀),Apteronotusleptorhynchus(棕色鬼刀鱼)和Apteronotusalbifrons(黑色鬼刀鱼)很容易在热带鱼类商店找到。它们都是连续正弦波类型,而不是脉冲类型。
有关电鱼的更多信息,请在互联网搜索引擎中输入上述任何学名。网上有大量关于这些动物的资料。