電気ウナギの発電の仕組みを解説!自分も感電する耐久レース魚の不思議

電気ウナギの発電の仕組みを解説!自分も感電する耐久レース魚の不思議

電気ウナギとは

分類 ギュムノートゥス科デンキウナギ属
学名 Electrophorus electricus
英名 Electri eel
生息地 アマゾン川・オリノコ川水系
発電量 300-800V

電気ウナギはギュムノートゥス科デンキウナギ属に分類される硬骨魚類で、デンキウナギ属に分類される唯一の魚類です。

名前にウナギとつきますが、ウナギの仲間ではなく俗に言うナイフフィッシュの仲間で成魚の体型は丸太のような円柱状になっています。

アマゾン川・オリノコ川水系を生息域としており、夜になると小魚や小型哺乳類を捕食するために活動し始めます。

一応この水系の食物連鎖の中ではトップ層に食い込んでおり、ワニなどの大型生物でも電気ショックで撃退します。

電気以外にも生態面でピックアップできることと言えば、鰓があるにも関わらず空気呼吸をしなければならない魚ということでしょう。チューブ状の鼻管を水面へと突き出して呼吸を行います。

「魚なのに空気呼吸?」

と疑問を感じられる読者もいるでしょうが、電気ウナギにとっては必須の機能です。

彼らが生息しているのは沼や淀んだ川、つまり酸素が少ない場所です。また、水温が高くなると水の中に溶けることのできる酸素量も低くなります。こうなると、水中に存在する酸素量は微々たるものになるのです。

この中では生きていくために必要な酸素を補給することができないため、電気ウナギは水中ではなく大気に酸素を求めれるように進化を遂げたのです。

発電の仕組み

ヒトを含めて、全ての生物では筋肉を動かすときに微弱な電気が発生しています。

これは筋細胞内外の存在するイオンの動きに由来しています。

一般的に細胞の内部にはカリウムイオン(+)が、細胞の外部にはナトリウムイオン(+)が存在しています。イオンの分布は不均一であり、細胞膜が興奮していない状態では細胞内部はマイナスに、細胞外部はプラスになっています。

この細胞膜が何かしらの刺激を受け興奮状態になると、ナトリウムイオンに対する透過性が増大し、ナトリウムイオンが細胞内に流入してきます。

すると、細胞内外のイオンの分布が逆転しますので細胞内部がプラスに、細胞外部はマイナスになります。

これが筋肉が電気を発生させている理由です。

この仕組み自体はヒトも電気ウナギも同じです。

電気ウナギは体長の4/5を発電板と呼ばれる発電に特化した細胞で占められています。

発電板の1つ1つは+極と-極を持つ電池のような構造になっており、これが規則正しく並んでいるので、さながら直列つなぎの電池が体の中に詰まっているようなものです。

1つの発電板は0.05V程度しか発電できませんが、数千~数万枚の発電板を一斉に稼働させることで最大800Vにも及ぶ電気を発生させることができます。

ちなみに小学校で習った通り、並列つなぎより直列つなぎの方が電池の減りが早いように発電板もバッテリーの減りが早いです。

実際、フルパワーを発揮できるのは1000分の1秒程度で、数十回の放電を終えるとリチャージしなくてはなりません。

電気ウナギ自身は感電するのか?

強力な電気を発生する電気ウナギですが自分自身は感電しないのか?という疑問ですが…

実は、感電しています

しかし、発電板は体の中で結合組織に囲まれ、他の器官からは絶縁されています。また、表皮自体も脂肪組織で厚く守られているので、その電気抵抗は他の生物に比べても高くなっています。

なので、強力な電気を発生しても体の重要な器官にはダメージがあんまり発生しません笑

絶縁体の代名詞とも言えるゴム手袋で掴んでもフルパワー状態であれば貫通すると言われていますので、脂肪組織で覆ったところでノーダメージとはならないのが痛いところですよね。

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