生物是怎么放电的？人能够放电吗？
生物放电，这可真是个奇妙又让人着迷的现象。想象一下，有些生物就像随身携带的电池，能够瞬间释放出强大的电流。那么，它们是怎么做到这一点的呢？咱们就来好好聊聊这个话题。
生物放电的“秘密武器”：电细胞
大多数会放电的生物，它们都拥有一种特殊的细胞，我们称之为电细胞（或称电盘细胞、发电细胞）。这些细胞就像微型电池的单个单元，经过高度专业化和组织化，集合起来就形成了一个强大的“生物电池组”。
这些电细胞的工作原理，本质上和我们生活中用的电池类似，都依赖于离子在细胞膜两侧的浓度差来产生电势差。但生物体利用的是一种非常精妙的机制：
1. 离子通道的开关艺术： 细胞膜上布满了叫做“离子通道”的蛋白质结构。这些通道就像门一样，可以选择性地允许特定的离子（比如钠离子Na⁺、钾离子K⁺、钙离子Ca²⁺、氯离子Cl⁻等）进出细胞。
2. 离子泵的辛勤工作： 为了维持离子浓度差，细胞内部有一个持续工作的“离子泵”，比如最著名的钠钾泵。它不断地将钠离子泵出细胞，同时将钾离子泵入细胞，消耗能量（ATP）来维持细胞内外离子分布的不平衡。这就像给电池充电，持续制造电势。
3. 电信号的触发： 当生物体需要放电时，比如受到威胁或者捕食时，神经系统会向电细胞发出信号。这个信号会触发电细胞膜上的特定离子通道（通常是钠离子通道）瞬间打开。
4. 电流的产生： 钠离子受到内外浓度差的驱动，会迅速涌入细胞内。这种离子的快速流动，就像一股电流通过导线，在电细胞内产生一个瞬时的电势变化。
5. 电流的叠加与方向： 电细胞通常会层层堆叠，形成一个被称为电器官（electric organ）的结构。每个电细胞产生的电势差虽然不大，但它们是串联和并联在一起的。通过精密的组织和同步的放电，成千上万个电细胞的微小电势差叠加起来，就能汇聚成一股足以产生电击的强大电流。想象一下，就像无数个小电池串联起来，电压就变得很高。同时，这些电细胞的放电方向也是统一的，才能形成有方向性的电流输出。
生物放电的“用途”
生物放电可不是闹着玩的，它们有各种各样的生存意义：
捕食： 像电鳗（Electric Eel）这类生物，它们会用强大的电击麻痹猎物，然后轻松吞食。这就像它们自带的“电网捕鱼器”。
防御： 很多鱼类会利用电击来驱赶捕食者，保护自己。这是一种有效的“以电制敌”的手段。
导航和感知： 一些鱼类，比如象鼻鱼（Elephantnose Fish）等，会产生微弱的电场来感知周围的环境，就像“声纳”一样，用来寻找食物、躲避障碍物，甚至在浑浊的水中进行交流。它们的电器官被称为电感受器（electrosensory organ）。
交流： 有些生物会通过放电的不同模式和频率来相互交流信息，比如求偶、识别同类等。这就像一种“电流语言”。
那么，人能够放电吗？
从严格意义上说，人不能像电鳗那样产生足以攻击他人的强大电流。 我们身体内的电活动是非常微弱和精密的，主要体现在：
神经信号传递： 我们的大脑和神经系统就是依靠微小的电信号来工作的。神经冲动就是由于钠离子和钾离子在神经细胞膜上的进出而产生的电化学变化。这些电流非常微弱，只能在细胞内部传递信息，无法向外传递足以形成电击的强度。
肌肉收缩： 肌肉的收缩也与电活动有关。当我们主动收缩肌肉时，会产生微弱的电信号，这也是为什么我们可以做心电图（ECG）和脑电图（EEG）来监测这些活动。但这些电信号同样非常微弱。
心跳： 心脏的跳动是由电信号驱动的，心电图就是记录这种电活动的。
为什么人体不能产生强大的电流？
主要原因在于我们没有特化的电器官，也没有像电鳗那样经过亿万年演化而来的高度组织化的电细胞。我们身体内的电活动是为了“内部通信”而设计的，而不是为了“对外攻击”。我们的细胞膜上的离子通道和离子泵的分布、数量以及调控方式，都与能够产生强大电流的生物有所不同。
我们能感觉到身体里的“电”吗？
在某些情况下，我们确实能感觉到身体的“电”，但那通常不是放电：
静电： 比如冬天干燥的时候，我们身上可能会积累静电。当我们触摸金属物体时，静电会瞬间释放，我们会感觉到轻微的“麻一下”或者听到细微的“噼啪”声。这只是电荷的转移，而不是生物体内产生的电流。
触电： 如果我们接触到外部的电源，比如漏电的电器，身体就会被外部电流通过，这才是真正的“触电”。这种情况非常危险，会对身体造成伤害。
所以，虽然我们身体内充满了电化学活动，但我们并不能像某些神奇的生物一样，主动地、有控制地释放出足以产生电击的电流。我们只能依靠外部的电源才能体验到“放电”的感觉。
生物放电的“秘密武器”：电细胞
大多数会放电的生物，它们都拥有一种特殊的细胞，我们称之为电细胞（或称电盘细胞、发电细胞）。这些细胞就像微型电池的单个单元，经过高度专业化和组织化，集合起来就形成了一个强大的“生物电池组”。
这些电细胞的工作原理，本质上和我们生活中用的电池类似，都依赖于离子在细胞膜两侧的浓度差来产生电势差。但生物体利用的是一种非常精妙的机制：
1. 离子通道的开关艺术： 细胞膜上布满了叫做“离子通道”的蛋白质结构。这些通道就像门一样，可以选择性地允许特定的离子（比如钠离子Na⁺、钾离子K⁺、钙离子Ca²⁺、氯离子Cl⁻等）进出细胞。
2. 离子泵的辛勤工作： 为了维持离子浓度差，细胞内部有一个持续工作的“离子泵”，比如最著名的钠钾泵。它不断地将钠离子泵出细胞，同时将钾离子泵入细胞，消耗能量（ATP）来维持细胞内外离子分布的不平衡。这就像给电池充电，持续制造电势。
3. 电信号的触发： 当生物体需要放电时，比如受到威胁或者捕食时，神经系统会向电细胞发出信号。这个信号会触发电细胞膜上的特定离子通道（通常是钠离子通道）瞬间打开。
4. 电流的产生： 钠离子受到内外浓度差的驱动，会迅速涌入细胞内。这种离子的快速流动，就像一股电流通过导线，在电细胞内产生一个瞬时的电势变化。
5. 电流的叠加与方向： 电细胞通常会层层堆叠，形成一个被称为电器官（electric organ）的结构。每个电细胞产生的电势差虽然不大，但它们是串联和并联在一起的。通过精密的组织和同步的放电，成千上万个电细胞的微小电势差叠加起来，就能汇聚成一股足以产生电击的强大电流。想象一下，就像无数个小电池串联起来，电压就变得很高。同时，这些电细胞的放电方向也是统一的，才能形成有方向性的电流输出。
生物放电的“用途”
生物放电可不是闹着玩的，它们有各种各样的生存意义：
捕食： 像电鳗（Electric Eel）这类生物，它们会用强大的电击麻痹猎物，然后轻松吞食。这就像它们自带的“电网捕鱼器”。
防御： 很多鱼类会利用电击来驱赶捕食者，保护自己。这是一种有效的“以电制敌”的手段。
导航和感知： 一些鱼类，比如象鼻鱼（Elephantnose Fish）等，会产生微弱的电场来感知周围的环境，就像“声纳”一样，用来寻找食物、躲避障碍物，甚至在浑浊的水中进行交流。它们的电器官被称为电感受器（electrosensory organ）。
交流： 有些生物会通过放电的不同模式和频率来相互交流信息，比如求偶、识别同类等。这就像一种“电流语言”。
那么，人能够放电吗？
从严格意义上说，人不能像电鳗那样产生足以攻击他人的强大电流。 我们身体内的电活动是非常微弱和精密的，主要体现在：
神经信号传递： 我们的大脑和神经系统就是依靠微小的电信号来工作的。神经冲动就是由于钠离子和钾离子在神经细胞膜上的进出而产生的电化学变化。这些电流非常微弱，只能在细胞内部传递信息，无法向外传递足以形成电击的强度。
肌肉收缩： 肌肉的收缩也与电活动有关。当我们主动收缩肌肉时，会产生微弱的电信号，这也是为什么我们可以做心电图（ECG）和脑电图（EEG）来监测这些活动。但这些电信号同样非常微弱。
心跳： 心脏的跳动是由电信号驱动的，心电图就是记录这种电活动的。
为什么人体不能产生强大的电流？
主要原因在于我们没有特化的电器官，也没有像电鳗那样经过亿万年演化而来的高度组织化的电细胞。我们身体内的电活动是为了“内部通信”而设计的，而不是为了“对外攻击”。我们的细胞膜上的离子通道和离子泵的分布、数量以及调控方式，都与能够产生强大电流的生物有所不同。
我们能感觉到身体里的“电”吗？
在某些情况下，我们确实能感觉到身体的“电”，但那通常不是放电：
静电： 比如冬天干燥的时候，我们身上可能会积累静电。当我们触摸金属物体时，静电会瞬间释放，我们会感觉到轻微的“麻一下”或者听到细微的“噼啪”声。这只是电荷的转移，而不是生物体内产生的电流。
触电： 如果我们接触到外部的电源，比如漏电的电器，身体就会被外部电流通过，这才是真正的“触电”。这种情况非常危险，会对身体造成伤害。
所以，虽然我们身体内充满了电化学活动，但我们并不能像某些神奇的生物一样，主动地、有控制地释放出足以产生电击的电流。我们只能依靠外部的电源才能体验到“放电”的感觉。
网友意见
电鳗、电鳐、电鲶之类鱼通过特化的肌肉组织“放电体”来放电。以电鳗为例，其放电体细胞在受到神经递质刺激后开启细胞膜上的离子通道，让钠离子迅速流入、钾离子流出，产生0.15伏特的电压，全身的放电体同时工作，便可产生数百伏特的电压。
人脑中的电压可以短时间堆到40伏特。人也可以通过摩擦在毛衣等衣物上积累静电、在触摸门把手等东西的时候放电吓唬自己。
电鳐头部后方、胸鳍内侧左右各有一个卵圆形的蜂窝状发电器官，由鳃部肌肉变异而来。每个发电器官含有约600个由40块纤维组织“电板”重叠而成的六棱柱状电函管，电板靠近鱼背一侧是负极，靠近鱼腹一侧为正极，原理还是离子通道那一套。电鳐放电的电压在8到220伏特，每秒可放电150次。
19世纪，达尔文在《物种起源》中讨论了鱼的电器官，作为趋同进化的一个可能例子。人类研发电池时在结构上参考了鱼的电器官。20世纪发现鱼类至少独立演化出放电能力6次。
西方人发现电鳐后围绕它编写了许多传说。在发明水雷之后，用电鳐的拉丁种名将水雷命名为torpedo，这个名词后来被用于鱼雷。
电鲶分布于非洲尼罗河、查德湖、尼日河、塞内加尔河、图尔卡纳湖等流域，体长可达122厘米，生活在岩石、树根沉积的底中层水域，在夜间活动，几乎覆盖身体的电器官可以产生300到400伏特的电压来击昏猎物，原理还是离子通道那一套。电鲶可以发出猫叫般的声音，可做为食用鱼、游钓鱼、观赏鱼。5000多年前的古埃及壁画上有电鲶。一些非洲传统医学会用电鲶的电击来缓解关节炎的疼痛。
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