Электрические угри атакуют подобно электрошокеру Taser

Исследование показало, что система электрошока у электрического угря — рыбы из Амазонии, способной генерировать разряд, сбивающий с ног лошадь, — поразительно похожа на электрошокер Taser.

К такому выводу пришёл профессор биологических наук Кеннет Катания из Университета Вандербильта после девятимесячного изучения того, как угорь использует высоковольтные разряды для обнаружения и обездвиживания добычи. Результаты опубликованы 5 декабря в журнале Science.

До сих пор механизм работы электрошоковой системы угря был неясен. Для его изучения Катания оборудовал большой аквариум системой детекции электрических сигналов и наблюдал за несколькими угрями длиной до четырёх футов (~1,2 м).

Биолог обнаружил, что движения угрей невероятно быстры: они могут схватить и проглотить червя или мелкую рыбу примерно за 0,1 секунды. Для детального анализа использовалась высокоскоростная видеосъёмка (1000 кадров в секунду).

Было зафиксировано три типа разрядов:

• Низковольтные импульсы для ориентации в пространстве.
• Короткие последовательности из 2–3 высоковольтных импульсов (дублеты или триплеты) во время охоты.
• Залпы высоковольтных высокочастотных импульсов при захвате добычи или защите.

Атака на свободно плавающую добычу начинается с залпа высокочастотных высоковольтных импульсов за 10–15 миллисекунд до удара. Видео показало, что рыба полностью обездвиживается в течение 3–4 миллисекунд после попадания залпа. Паралич был временным: если угорь сразу не захватывал добычу, та восстанавливала подвижность и уплывала.

Как работает парализующий залп?

Катания отметил сходство между залпом угря (400 импульсов в секунду) и разрядом Taser (19 импульсов в секунду). Taser действует, перегружая нервы, контролирующие мышцы, вызывая их непроизвольное сокращение.

Эксперименты с разделённым аквариумом и рыбами с разрушенным мозгом подтвердили, что разряд угря действует аналогично:

• Залпы, прошедшие через барьер, вызывали сильные мышечные сокращения у рыбы.
• При введении рыбе кураре (парализующего агента, действующего на нервную систему) мышечные сокращения в ответ на разряд исчезали. Это доказало, что разряд угря действует через моторные нейроны жертвы, как и разряд Taser.

Как угорь находит скрытую добычу?

Угорь ведёт ночной образ жизни и обладает плохим зрением. Катания выяснил, что дублеты и триплеты, которые испускает угорь, соответствуют электрическому сигналу, который моторные нейроны посылают мышцам для быстрого сокращения.

Этот сигнал заставляет все мышцы тела жертвы сокращаться одновременно, вызывая её подёргивание. Угри крайне чувствительны к движению воды. Сокращение мышц жертвы создаёт волны, которые угорь может уловить, чтобы определить местоположение добычи.

Эксперимент с рыбой в пластиковом пакете, которую искусственно заставляли дёргаться после сигнала угря, подтвердил гипотезу: угорь атаковал только когда рыба "отвечала" подёргиванием на его сигнал.

Вывод: Электрическая система угря позволяет ему дистанционно контролировать тело жертвы: заставить её дёрнуться и выдать своё укрытие, а при захвате — мгновенно парализовать.