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在苏里南的河流上,电鳗揭示了它们的秘密

示波器

威尔·克兰普顿来到苏里南的野外并不是因为猎物的美貌。

这是动物的技术技能。

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Will Crampton教授(手持ScopeMeter®便携式示波器)和苏里南探险队成员。从左到右:桑尼,他抓住了鳗鱼;横财电影公司的摄像师Roeland Doust;场站经理;Crampton;还有贝尼托,又名五号医生。"右边的机组人员身份不明。(由横财影业提供)

与他的雷竞技appFluke ScopeMeter®便携式示波器克兰普顿教授和《国家地理》摄制组飞进了苏里南130万英亩的土地罗利瓦伦自然保护区2011年7月。他们的目标是:捕捉世界上最强大的电鱼——电鳗——并测量它的冲力。

这种眼睛圆溜溜的电鳗身材瘦长,呈泥色,体长可达6英尺(1.8米),体重45磅(20公斤)。这不是一种真正的鳗鱼,而是一种新热带刀鱼,属于Gymnotiformes目,与鲶鱼关系更密切。

像其他刀鱼一样,电鳗可以产生低水平的电场,用于在有时浑浊的环境中导航,并用于识别其他物种。但电鳗也能产生足够强大的直流电,使猎物昏迷,并吓得潜在的捕食者选择其他食物作为晚餐。

正是这种独特的能力吸引了《国家地理》的制片人Nat Geo WILD他们计划在“动物超能力”上做一个系列节目。这种鳗鱼在几乎没有氧气的水中生活得非常好,完全适合在“极端的幸存者”事件。

进入野外

所以国家地理联系了将Crampton他是奥兰多中佛罗里达大学生物系的助理教授。克兰普顿是世界上研究电鱼的专家之一。上世纪90年代,他通过在巴西城市Tefé(位于亚马逊州亚马逊高地)进行为期四年的Gymnotiformes研究获得了博士学位。克兰普顿了解热带地区,也了解在这些水域游泳的鱼类。2009年,他与国家地理合作了一个早期项目,调查电鳗。

于是在2011年7月,克兰普顿和伦敦的制片人兼导演罗兰·杜斯特意外的电影,飞抵苏里南首都帕拉马里博.在那里,他们包租了一架轻型飞机,向西南方向飞行50分钟,到达罗利瓦伦和佛恩戈岛上的土质地带。佛恩戈岛位于Coppename河中间,距离苏里南最高的瀑布不远。

克兰普顿说:“他们想要一个相对较短的序列,只描述电鳗是什么,它如何产生电场,以及它用电场做什么。”听起来容易,但事实并非如此。

“这很有挑战性——我们很难找到任何东西,”他说。“水位非常高。我们是在一场巨大的暴风雨之后来的,整条河都涨了起来。一切都被淹没了。我们不得不改变策略。”

克兰普顿使用他设计的鱼类探测器来探测刀鱼和电鳗产生的电信号。当鱼靠近时,探测器会产生一个音频信号发出警告。

“你可以听到电鳗,它有一种非常独特的低频咔哒声,”克兰普顿说,“你可以听到任何一种弱电刀鱼,它听起来像脉冲咔哒声,或者像嗡嗡声、哨声或音调。电鳗的独特之处在于它的低脉冲率,而且你可以在很远的地方就能发现它。”

克兰普顿用寻鱼器找到了一个能听到几条鳗鱼声音的地方。到那时,水退得相当快。他设置了一个陷阱,还安排了几个当地渔民用鱼钩和鱼线在海峡里钓鱼。在离出发只有一天的时候,一条大约半米长的鳗鱼被捕获。

设计为电动

就其外形而言,电鳗被优化为电动。它失去了所有的鳍,除了胸鳍(看起来像耳朵)和肛鳍,它几乎沿着底部延伸到整个鱼的长度。它不是通过扭动身体,而是通过摆动细长的鳍来移动,向后移动和向前移动几乎一样好。

克兰普顿说:“这是因为它们需要保持身体笔直,以保持它们产生的静电场的完整性,并使其更有效地生成周围世界的图像。”

鳗鱼的体腔非常紧凑,靠近头部。他说:“这使他们能够将身体的大部分用于电子器官组织。”“南美洲所有的电鱼本质上都是一个巨大的电池。”

鳗鱼的电力使它能够在含氧量接近零的水中生存。鳗鱼也是一种空气呼吸者,通过吸入一口空气来收集80%的氧气。它的嘴里有纤细的血管来吸收氧气。“它必须呼吸空气,”克兰普顿说。“如果不能浮出水面,它会被淹死的。”在鳗鱼生活的低氧水域,吸一口新鲜空气就意味着生存。

克兰普顿说:“电鳗会吞下鱼、甲壳类动物、青蛙和其他东西——它们会把它们整个吞下去。”“有可能能够电击物体并吞咽它们,而无需在嘴里操纵它们,也无需担心刺之类的东西,这使得它们能够将嘴巴发展成一个呼吸器官,而这在鱼类中通常是不可能的。”

这条鳗鱼怎么算

当电鳗在其涉水池中放松时,Crampton教授准备Fluke ScopeMeter®工具来测试强大的电鳗。雷竞技app(由横财影业提供)

当鳗鱼被安全地关在一个充气池中时,克兰普顿和船员们展开了他们的便携式设备雷竞技appFluke ScopeMeter®190-202测量动物的产量。虽然它不是为了在苏里南丛林的雨水和湿度中进行生物识别而设计的,但该仪器的耐用性和紧凑的设计被证明是理想的。它的电池为野外工作提供了充足的电力。

克兰普顿说:“你可以稍微敲打一下它,不用担心它会出故障。”“我没有测试它是否完全防水,但它曾经下过毛毛雨,我也没有费心把它盖起来。还好。

克兰普顿说雷竞技app:“Fluke非常清楚地显示了波形。”接下来是一个使用LED灯和电容器阵列的演示,由克兰普顿实验室的电气工程师杰夫·兰伯特(Jeff Lambert)创造。“我们无法进行测试,因为实验室里没有电鳗,”他说。“在佛罗里达州,除非获得许可,否则养电鳗是非法的。他们在这里会做得很好。”苏里南的鳗鱼就像在暗示一样,点亮了led灯。

“最后是测量电压,”他接着说。“你必须将电鳗与电路上的任何负载隔离开来。这是通过把它放在一个干燥的塑料片上来完成的。我们设置了ScopeMeter®,这样我们在鳗鱼的头上有一个电极,在它的尾巴上有一个地面。这是一条半米长的鳗鱼,我相信屏幕上显示的电压是498伏。电流大约是1安培。”

克兰普顿很欣赏范围仪的灵活性。“Fluke是一个很雷竞技app好的机会,”他说。“只需直接进入,就可以以非常高的采样率和非常好的比特分辨率捕获信号,无需放大弱放电或强放电。当电鳗在水里时,我能够记录下微弱的放电,为了获得强烈的放电,我们把它放在塑料板上,我只要轻轻拍打它的头部来骚扰它,这就足以产生强烈的放电。”

阅读《电鱼的两种电流》