Электрорецепторы и восприятие рыбами электрических полей.

Слабые электрические токи и магнитные поля воспринимаются главным образом рецепторами кожи рыб. Многочисленные исследования показали, что почти у всех слабо- и сильноэлектрических рыб электрорецепторами служат производные органов боковой линии. У акул и скатов электрорецепторную функцию выполняют особые слизистые железы в коже - ампулы Лоренцини.

Это подкожный канал, располагающийся вдоль тела, один конец которого открыт в наружную среду, а другой оканчивается глухим расширением (ампулой). Просвет канала заполнен желеобразной массой; электро-рецепторные клетки выстилают в один ряд “дно” ампулы.

Электрический орган акулы обладает фантастически высокой чувствительностью: рыба реагирует на очень слабые электрические поля напряженностью 0,1 мкВ/см! Не вдаваясь в подробности описания строения этого органа, можно сказать, что канал электрического органа акулы представляет собой отрезок (до нескольких десятков сантиметров) кабеля с высоким сопротивлением изоляции и хорошо проводящей жилой. Если напряженность поля равна 0,1 мкВ/см, а длина канала ампулы равна 10 см, то на всю ампулу придется разность потенциалов в 1 мкВ. Акула тут использует закон Ома: U = I/R, т.е. чем длиннее канал ампулы и чем ниже его сопротивление, тем большая разность потенциалов подается на электрорецептор.

Поля более высокого напряжения действуют непосредственно на нервные центры водных организмов.

Слабоэлектрические рыбы обладают высокой чувствительностью к электрическим полям, что позволяет им находить и различать в воде объекты, определять соленость воды, использовать разряды других рыб с информационной целью в межвидовых и внутривидовых отношениях.

Электрические поля постоянного тока воспринимаются рыбами в виде двигательной реакции: они вздрагивают при включении-выключении тока. Если напряженность поля увеличить, у пресноводных рыб наблюдается оборонительная реакция - стадия отпугивания: рыба сильно возбуждается и старается уплыть из зоны действия поля. У исследованных карася, щуки, окуня, гольяна, осетра резко учащается ритм дыхания. Примечательно, что для одного и того же вида рыб более крупные особи раньше реагируют на ток, чем более мелкие.

Если напряженность поля продолжает расти, происходит анодная реакция (движение рыбы по направлению к аноду), после чего наблюдается электронаркоз: рыба теряет равновесие, подвижность и перестает реагировать на внешние раздражители. Еще большее повышение напряженности поля приводит к появлению в крови рыб значительного количества ацетилхолина, вызывающего нарушение дыхания и нормальной деятельности нервной системы и затем гибель рыбы. Переменный ток вызывает у рыб более сильное возбуждение, чем постоянный. После его воздействия рыба долго не может прийти "в себя" - она находится в состоянии электрогипноза.

В импульсных электрических полях поведение рыб еще более сложно и разнообразно, причем их реакции зависят от частоты, формы и продолжительности импульсов.

В 70-80-е годы XX ст. были получены данные о реакции рыб на электрические поля постоянного, переменного и импульсного тока, которые применялись в рыбохозяйственной практике: для облова водоема использовались электрогоны, направляющие рыбу в зону орудий лова; электроловильные установки (ЭЛУ) и электрорыбозаградители применялись для отпугивания молоди рыб от турбин ГЭС и т. д. В настоящее время использование ЭЛУ и электротралов не практикуется (за исключением нескольких водоемов), а способ добычи рыбы при помощи электротока взяли на вооружение браконьеры.