Вугор електричний (Electrophorus electricus) — вид гімнотоподібних риб родини гімнотові (Gymnotidae) роду електричний вугор (Electrophorus). Риба, яка генерує розряд струму напругою 300—650 V і силою струму 0,1—1 А. Така напруга може вбити людину, що перебуває поблизу. Статевозрілий електричний вугор досягає майже трьох метрів у довжину тоді, як його товщина становить близько десяти сантиметрів. Три електричні органи займають майже 80 % тіла вугра, решту 20 % становлять інші органи, які виконують життєво важливі функції (розмноження, дихання, травлення тощо).

Поширення Ці риби мешкають у річках, що впадають до Ориноко й Амазонки, а також у болотах північно-східної частини Південної Америки. Зустрічаються в таких країнах: Бразилія, Французька Гвіана, Гаяна, Перу, Суринам, Венесуела.

Історія Перші відомості про електричного вугра європейці отримали від іспанських завойовників у XVII столітті. Перший детальний опис було зроблено 1729 року. 1766 року Карл Лінней описав вид на основі праць нідерландського дослідника Яна Гроновіуса і дав йому наукову назву Gymnotus electricus. Натуралісти не одразу повірили, що ці риби завдають удару саме електрикою. Припускали, наприклад, що вони якимось загадковим способом «заморожують» людську руку або стрімко б'ють по ній. Уже було відомо, що живі істоти й вода проводять струм, тому твердження, що провідник, який плаває у провідникові, може генерувати електрику, не могло бути прийняте без вагомих доказів. У червні 1772 член Королівського товариства сер Джон Волш довів, що удари вугра мають електричний характер.

Точніші відомості вперше зібрав лише Александер фон Гумбольдт. «В Антильському морі — повідомляє він, водиться риба, звана іспанцями Tembladoris, тобто „тремтяча“; це рід вугра, надзвичайно рухливий і численний у великих річках Південної Америки. Ловля цих вугрів за допомогою сіток майже неможлива, оскільки ця прудка риба з неймовірною швидкістю заривається в мул». Гумбольдт, прикладаючи до вологого тіла вугра два провідники на відстані навіть 1 см, отримував іскри.

Ємність «батарей» електричного вугра вперше розрахував Майкл Фарадей: вона дорівнювала 15 зарядженим лейденським банкам із загальною робочою поверхнею елементів 2250 квадратних метрів.

Вивчав електричного вугра й Чарлз Дарвін. Він досліджував проблему еволюційного розвитку електричних органів. У книзі «Походження видів» учений писав: «Загальновизнано близьку подібність цих органів зі звичайними м'язами як за внутрішньою будовою й розподілом нервів, так і за впливом на них різних реактивів. <…> Далі цього наше пояснення нині не сягають, але <…> було б украй сміливо стверджувати, що не існувало жодних переходів, якими міг йти градуальний розвиток цих органів».

1864 року американський іхтіолог Теодор Гілл виділив окремий рід Electrophorus.

Прорив у дослідженні електричних риб здійснив у середині XX століття Ганс Вернер Ліссманн, що народився у місті Миколаєві й з 1934 року працював у Кембриджі. 1958 року, після семи років плідних експериментів і польових досліджень, у «Journal of experimental biology» оприлюднено його статтю — «Про функції та еволюцію електричних органів риб». Ліссманн переконливо доводив, що електричні органи мормирових і гімнотових риб потрібні для орієнтування та спілкування.

Опис

Електричні вугри — великі риби, тіло довге й змієподібне; середня довжина дорослих особин становить 1—1,5 м, найбільший із відомих екземплярів сягав майже триметрової довжини. Вага — до 20 кг (максимальна — 45 кг). Шкіра в електричного вугра гола, без луски; тіло дуже видовжене, округле в передній частині й трохи стисле з боків у задній. Вугри мають зябра, проте дихають переважно атмосферним повітрям.

Густі, в'язкі шкірні покриви тіла E. electricus виконують функції захисного шару, часто від їхнього ж електричного струму. Забарвлення дорослих електричних вугрів оливково-коричневе, нижній бік голови й горла яскраво-жовтогарячі, край анального плавця світлий, очі смарагдово-зелені. Забарвлення молодих риб світліше, вохристого відтінку, іноді з мармуровим малюнком.

Плавальний міхур дуже великий й у великих екземплярів сягає 80 см. Визначено, що електричний вугор має добре розвинений слух. Вони мають апарат Вебера, який з'єднує вухо з плавальним міхуром, що значно розширює можливості їхнього слуху. Ця риба має маленькі очі й поганий зір.

Бічна лінія розташована у верхній частині тіла й ледь помітна. У ній є електричні клітини-рецептори, якими вугор помічає найменші зміни тиску й вібрацію у водіWHOZOO.ORG .

Специфічні риси анатомії Спинного й черевного плавців у електричного вугра немає, а грудні дуже невеликі й вочевидь, є лише стабілізаторами під час руху риби. Основним органом руху вугра слугує величезний анальний плавець, що налічує до 350 променів і тягнеться від анального отвору до кінця хвоста. За допомогою рухів цього плавця вугор з однаковою легкістю може пересуватися вперед та назад, угору й униз. Промені анального плавця рухаються двома групами м'язів, а саме — , прикріплених до spina internalis і розташованих назовні musculi pinnales anales externalis.

Довгий час, від часу опису виду, вважалося, що плавець, який розташований уздовж нижнього краю більшої частини тіла, складається лише з анального плавця, а хвостовий плавець повністю зредукований. Проте жодних серйозних досліджень цього питання упродовж 200 років не робилося. 2013 року дослідники на основі онтогенетичних досліджень і за допомогою радіографічного обстеження дійшли висновку про наявність у цього виду каудального скелета. Хвостовий плавець складається з кісткової хвостової пластинки — гіпуралії, яка злилася з кінцевою центральною пластинкою хребта (terminal centrum) і кількох променів (лепідотріхій), що виходять із неї.

Рот вугра спереду обмежується міжщелепною кісткою, а з боків — верхньою щелепою. Плечовий пояс прикріплено до голови. Наявна сліпа кишка, а задній прохід переміщений уперед до грудних плавників. Яйцепровід має вигляд кишки, статеві залози з вихідною протокою.

Електричні органи

4/5 усього тіла вкрито електричними органами, які розташовані безпосередньо під шкірою і становлять близько третини ваги всього тіла. Усього їх три — це органи Гантера та Мена, які виробляють високу напругу і мають захисне призначення, та орган Сакса, що виробляє невеликі струми для спілкування та навігації. Кінчик хвоста діє як позитивний полюс батареї, а голова виступає як негативний полюс. Встановлено, що електричні органи формуються, коли тіло сягає розміру 15 мм. Спочатку вони застосовуються лише для орієнтації, а коли розмір сягає понад 40 мм  — і для нападу.

Тканина цього органу є червонувато-жовтою драглистою масою; з нею утворюється 4 органи у вигляді довгастих пластин; одна пара лежить у спинній частині, а друга — у нижній ділянці хвоста. Кожен орган складається з пластинок (до 5000 штук), які розділено поперечними перетинками з багатьма поздовжніми перетинками. Найдрібніші призматичні клітини наповнено драглистим вмістом і розділено тонкими перетинками. Перетинки розташовані на відстані від 0,8 до 2,5 мм одна від одної. До органів підходять численні нервові волокна.

Ще наприкінці XVIII століття вчені встановили, що нервові імпульси мають електрохімічну природу. Інакше кажучи, було доведено, що нервові сигнали — рух іонів крізь мембрану нейроцита. У спокійному стані або бездіяльності клітини його мембрани мають негативний потенціал (усередині депонуються іони К+), а зовні скупчуються як негативні, так і позитивні іони (йони натрію і калію). У процесі потрапляння іонів натрію всередину клітини потенціал змінюється на позитивний. У звичайному стані, завдяки дії «натрієвого насоса», клітина позбувається йонів натрію.

Сила електричного удару вугра дуже велика. У середньому напруга під час розряду трохи перевищує 350 В, однак у деяких випадках було виміряно напруги до 500 В. Струм, що виникає, досить слабкий, його сила зазвичай становить частки ампера. Щоправда, було зафіксовано розряди з напругою 650 В і силою струму 2 А, себто потужністю 1000 Вт. Перші удари електричного вугра найсильніші, але при повторенні вони слабшають. Великий вугор може сильно вразити людину й велику тварину; дрібних тварин він убиває вмить.

Спосіб життя

Мешкає у заплавах річок, болотах, струмках, малих річках і прибережних рівнинах, поодинці. Більшу частину свого життя вугор перебуває на дні, серед водоростей. Він мало рухається й піднімається на поверхню лише для дихання.

Суходолом вугор пересуватися не може, як і перебиратися по вологому мулу. Улітку, коли вода висихає, вугор заривається, для чого викопує собі нору.

Характеристика біотопу Електричний вугор мешкає на болотистій території, де розкидано багато стариць, ставків, озер, які поступово заростають і стають болотами, та просто ям, воду до яких майже щодня підливають теплі зливи. Усю товщу води пронизують стебла, листя, коріння, до води тягнуться пагони болотяної рослинності. Період посиленого росту місцевих рослин припадає на січень — березень, коли опадів випадає трохи більше, ніж в інші пори року. Температура стоячої води біля поверхні вдень сягає 35—40 °C, уночі — до 28—30 °C. Дно вкриває товстий шар напівзігнилих гілок, листя дерев і болотяної трави. У такій каламутній і гнилій воді вугор відпочиває й ховається .

Найтиповішими підводними рослинами у цьому куточку світу є елодея, ехінодорус і наяс. Поряд із ними ростуть кілька видів водопериці, кабомба, роголисник, валіснерія, папороть сітчаста. На поверхні води плавають листки папороті, водяних гіацинтів, ряска і сальвінія. Серед риб найбільше видів із ряду харациноподібних. Також мешкають різні види черепах і кайманів.

Дихання Вугор мешкає на мулистому дні або у спокійних стоячих водах. У цих слабопроточних, дуже зарослих, замулених водоймах часто виникає нестача кисню. Імовірно, саме ця обставина зумовила розвиток у ротовій порожнині електричного вугра особливих ділянок судинної тканини, які дають йому змогу засвоювати кисень безпосередньо з атмосферного повітря. Вугри отримують майже 80 % кисню, через їх високо васкуляризований рот. Для захоплення нової порції повітря вугор має підніматися до поверхні води, принаймні, один раз на п'ятнадцять хвилин, але зазвичай він робить це частіше. Якщо електричного вугра позбавити такої можливості, то він загине (захлинеться чи втопиться, хоч як це не парадоксально звучить стосовно риби). Здатність електричного вугра дихати атмосферним киснем дозволяє йому впродовж декількох годин без усякої шкоди для себе перебувати поза водоюElectrophorus electricus на сайті ADW .

Використання електроенергії

Електроенергія виникає в тілі всіх тварин, зокрема, і в людини. Електроімпульси передаються нервовими волокнами до нейронів головного мозку, саме так передаються різноманітні сигнали, які сприймає організм. Особливі електрооргани служать рибам для орієнтації, захисту, полювання й спілкування. Електричні розряди здатні видавати близько 250 видів риб. Електричні органи служать насамперед для орієнтування, а також є знаряддям полювання й захисту. Однак, серед усіх представників фауни лише два види риб (вугри і скати) виробляють заряд такої сили, що може паралізувати або навіть убити людину. У тілі вугрів і скатів настільки потужна електрика, що вони здатні застосовувати її як зброю.

Навігація

Як і всі електричні риби, електричні вугри здатні застосовувати слабкі електричні сигнали для навігації та соціальної комунікації з іншими електричними вуграми у темряві або в каламутній воді. Для орієнтації риба застосовує слабку напругу (10 V), а електричне поле простягається у радіусі 5 метрів. Орієнтування риб ув їхньому електричному середовищі подібне до ехолокації у кажанів або дельфінів. Деякі з електричних рецепторів налаштовані на виявлення неелектричних риб, інші спеціалізовані для виявлення сигналів родичів. Здатність виявляти електричні сигнали дозволяє вуграм відчувати навіть серцебиття інших риб. Вони отримують кращу «картинку» навколишнього середовища, якщо тіло, через яке проходить електричне поле, є порівняно твердим.

Полювання