Manusia pada umumnya menemukan ide-ide untuk berbagai penemuan di alam sekitarnya. Jadi, dalam desain pertama pesawat, sayap burung atau kelelawar disalin. Penelitian tentang gigi hewan pengerat mengarah pada penemuan alat yang dapat mengasah sendiri. Lapisan buatan untuk kapal selam sedang dibuat yang meniru kulit lumba-lumba, yang memungkinkannya bergerak di air dengan kecepatan tinggi dengan sedikit usaha otot.
Selain menyalin prototipe biologis, ketika merancang berbagai sistem, dimungkinkan (dan, tampaknya, paling tepat) untuk menggunakan prinsip tindakan yang dikembangkan oleh alam dalam proses evolusi. Pekerjaan ke arah ini menyebabkan munculnya salah satu ilmu termuda - bionik, yang saat ini berkembang pesat.
Bionik adalah ilmu tentang sistem yang meniru fungsi organisme hidup, sistem yang memiliki karakteristik spesifik dari sistem alami atau analognya. Dalam praktiknya, bionik adalah ilmu yang menggunakan pengetahuan tentang sistem kehidupan untuk memecahkan masalah teknis tertentu.
Karakteristik reaksi ikan terhadap berbagai medan arus listrik menjadi dasar pengembangan berbagai perangkat yang mengontrol perilaku ikan. Pada tahun 1919, para ilmuwan menyatakan gagasan bahwa penangkapan ikan menggunakan listrik membuka prospek luas untuk budidaya tambak. Pada awalnya, hanya efek menakjubkan dari arus listrik yang digunakan. Selanjutnya, unit mulai digunakan yang menarik atau menolak ikan karena medan listrik dengan berbagai parameter yang tercipta di dalam air.
Saat ini, satuan-satuan tersebut berhasil digunakan dalam praktik di badan air air tawar: sungai, kolam, danau, dan waduk. Salah satu cara electrofishing adalah dengan melengkapi alat tangkap jaring konvensional (misalnya pukat) dengan elektroda yang menarik ikan ke dalam area kerja alat tersebut. Beginilah, misalnya, cara kerja kapal pukat listrik domestik PETS-150B, yang telah menangkap ikan di waduk Rybinsk dan Tsimlyansk sejak tahun 1965. Di perairan pedalaman GDR, pukat-hela (trawl) udang berlistrik telah digunakan sejak tahun 1967, terutama ditujukan untuk belut. penangkapan ikan.
Selain penangkapan ikan listrik dengan menggunakan berbagai jaring, ada juga yang disebut elektroda tanpa jaring, yang didasarkan pada penggunaan reaksi anoda ikan untuk menarik, memusatkan, dan melumpuhkan sebagian ikan akibat anestesi elektronik. Ikan dikeluarkan dari air menggunakan alat mekanis atau pompa ikan. Beginilah, misalnya, instalasi ELU-1 domestik untuk penangkapan ikan listrik, yang ditempatkan di dua kapal, bekerja. Menggunakan peralatan khusus, arus searah dengan tegangan hingga 520 V dihasilkan, yang disuplai ke sistem elektroda (anoda dan katoda) yang tersuspensi dalam air. Ikan yang tertarik arus dipilih dengan menggunakan jaring.
Instalasi serupa, ELU-2, berbeda karena beroperasi pada arus pulsa konstan dan dapat digunakan di reservoir dengan rentang konduktivitas listrik air yang lebih luas. Elektroda ikan tanpa jaringan menggunakan pompa ikan pertama kali digunakan dalam penangkapan ikan salmon Kamchatka di sungai Ozernaya dan Yavinaya.
Uni Soviet juga menggunakan unit baterai Pelican, yang dirancang untuk menangkap ikan yang terkonsentrasi pada kedalaman 1,5-2 m; produktivitasnya lebih dari 1-2 kuintal ikan per jam. Unit serupa telah dikembangkan di negara lain.
Dalam perikanan, penghalang listrik juga digunakan untuk menakut-nakuti atau menghentikan ikan. Dengan bantuan instalasi tersebut, ikan dipaksa bergerak ke arah tertentu. Dalam hal ini, medan listrik biasanya tidak bergerak dan terletak di seberang pergerakan sungai. Ikan yang berada di area aksi lapangan berhenti atau berenang kembali.
Perangkat yang menciptakan medan listrik untuk mengusir hiu dikembangkan di AS. Perangkat ini dipasang pada kapal pukat dan memancarkan pulsa kuat dengan durasi 10 m/s setiap detik melalui dua elektroda yang ditarik. Modifikasi berukuran kecil dari perangkat ini, dirakit dengan transistor, digunakan oleh penyelam (elektroda ditempatkan dalam pakaian antariksa). Sumber arus di dalamnya adalah baterai kering biasa yang kapasitasnya dirancang untuk pengoperasian 8-10 jam. Eksperimen telah menunjukkan bahwa hiu tidak mendekati penyelam yang dilengkapi dengan perangkat serupa dalam jarak kurang dari 2 m. Perangkat tersebut dirakit menggunakan transistor dan ditutup dalam wadah resin epoksi tahan air.
Karyawan Lembaga Penelitian Ilmiah Negara Ekonomi Danau dan Sungai (GosNIORH) telah mengembangkan sistem penghalang ikan listrik yang dirancang untuk menakut-nakuti ikan agar menjauh dari struktur hidrolik: turbin pembangkit listrik tenaga air, saluran irigasi, di mana ikan terluka dan mati. Instalasi terdiri dari sejumlah besar elektroda - pipa baja yang ditancapkan ke tanah. Elektroda menerima arus bolak-balik yang terputus-putus.
Elektrogon yang digunakan dalam penangkapan ikan bekerja dengan prinsip yang sama. Sebagai contoh, perhatikan elektrogon tipe ERG 1/8-4. Ini adalah sistem elektroda homogen yang tetap terapung dengan pelampung polietilen. Sebuah gerobak yang bergerak di sepanjang tepi sungai dilengkapi dengan mesin bensin dengan generator 4 kW yang menghasilkan arus 230 V. Melalui konverter dan trafo, arus dialirkan melalui kabel sepanjang 100 m menuju elektroda. Nelayan di kedua tepi sungai menarik sistem elektroda di sepanjang sungai, mengarahkan ikan ke jaring yang dipasang di hilir. Jenis elektrogon ini digunakan di reservoir dengan lebar hingga 50 m dan kedalaman hingga 2 m.
Cara penangkapan ikan yang menggunakan medan listrik mempunyai keunggulan sebagai berikut: bersifat universal (dapat digunakan untuk menangkap berbagai jenis ikan dengan menggunakan berbagai alat tangkap) dan efektif (menjamin selektivitas ikan yang ditangkap berdasarkan jenis dan ukuran, dan memungkinkan otomatisasi proses penangkapan ikan).
Namun elektroda pada kondisi laut masih dalam tahap percobaan. Hal ini disebabkan oleh konsumsi energi yang tinggi bahkan ketika menggunakan medan arus berdenyut. Namun demikian, penangkapan ikan dengan listrik untuk ikan laut sangat menjanjikan, dan banyak penelitian dan pengembangan sedang dilakukan ke arah ini. Jadi, di GDR, instalasi elektrofishing di laut telah dibuat. Dasar pemasangannya adalah generator pulsa yang menghasilkan impuls listrik; bentuk dan frekuensi yang dibutuhkan dalam berbagai kondisi penangkapan ikan telah ditentukan. Mereka diumpankan melalui kabel ke elektroda yang dilengkapi dengan pukat-hela (trawl) udang dan menciptakan medan listrik. Pengaruh medan meluas ke ikan yang berada di zonanya dan mencegahnya meninggalkan alat tangkap. Daya generator pulsa 75 kW. Tergantung pada tegangannya, medan listrik dapat menyebabkan ketakutan atau reaksi narkosis pada ikan dan bahkan kematian karena sengatan listrik. Instalasi ini memungkinkan penangkapan ikan di kedalaman hingga 700 m Hasil tangkapan kapal pukat laut GDR yang dilengkapi dengan instalasi tersebut meningkat rata-rata 30%.
Di Uni Soviet, hasil praktis pertama dari penangkapan ikan listrik tanpa jaring menggunakan pompa ikan dalam kondisi laut diperoleh pada tahun 1963 saat menangkap ikan saury. Ikan pertama kali tertarik pada cahaya. Kemudian medan arus searah diciptakan: lambung kapal berfungsi sebagai katoda, dan alat pengisap pompa ikan berfungsi sebagai anoda, yang didekati saury sebagai hasil dari reaksi anodik (Gbr. 18).
Hambatan utama dalam pengembangan industri metode penangkapan ikan ini adalah kecilnya zona yang dapat menimbulkan reaksi anodik pada ikan. Eksperimen ke arah ini terus berlanjut, dan instalasi penangkapan ikan tanpa jaring sedang ditingkatkan. Misalnya, efek gabungan pada ikan dari medan arus kontinu berdenyut dan bolak-balik diterapkan.
Pada tahun 1971, di kapal GDR Iceberg, spesialis dari GDR dan Uni Soviet menguji alat penangkapan ikan listrik di mana pompa ikan digunakan bersama dengan kantong jaring (Gbr. 19). Hal ini memungkinkan untuk memancing di berbagai kedalaman dan menghilangkan kebutuhan akan selang pompa ikan yang besar.
Penerapan berbagai metode penangkapan ikan listrik di laut secara luas di industri akan menjadi mungkin di tahun-tahun mendatang.
Yang sangat penting secara praktis adalah perbandingan sistem penangkapan ikan listrik biologis yang digunakan oleh ikan listrik dengan perangkat yang ada saat ini untuk penangkapan ikan listrik industri pada ikan komersial. Teknik penangkapan ikan yang digunakan oleh ikan berlistrik tinggi, sifat pulsa dan medan yang dihasilkan, telah dikembangkan dalam proses evolusi dan, tampaknya, sudah optimal. Perbedaan aksi medan listrik ikan dibandingkan dengan satuan medan listrik yang diciptakan manusia adalah sebagai berikut. Semua unit pemancingan listrik dicirikan oleh mode operasi pasif, yaitu parameter medan listrik yang dihasilkannya tidak berubah. Namun, sensitivitas ikan dari spesies yang berbeda terhadap arus listrik dan reaksinya terhadap medan listrik berbeda. Hasil pengaruh medan listrik yang sama pada ikan suatu spesies tertentu, tetapi berbeda ukurannya, juga berbeda-beda. Pengaruh medan listrik pada ikan, sebagaimana telah disebutkan, bergantung pada suhu air, konduktivitas listriknya, kandungan oksigen, waktu dalam setahun, keadaan fisiologis, dan juga sifat medan listrik.
Dengan demikian, perilaku ikan saat terkena medan listrik dipengaruhi oleh banyak faktor yang dapat berubah selama proses penangkapan. Sementara itu, hal ini tidak diperhitungkan ketika mengembangkan generator yang ada untuk penangkapan ikan listrik. Dalam hal ini, alam masih mendahului manusia. Ikan listrik, menggunakan medan listriknya untuk tujuan yang sama, “bekerja” dengan cara yang berbeda secara kualitatif - dalam mode aktif.
Semua ikan berlistrik tinggi menjalin kontak aktif dengan mangsanya (atau musuh). Kontak ini dicapai melalui berbagai mekanisme; penglihatan, pendengaran, perabaan jarak jauh (penggunaan organ gurat sisi), serta indra kelistrikan pasif atau aktif (lokal). Ikan listrik - belut, lele, ikan pari, beberapa pengamat bintang - memantau perilaku korban atau musuhnya dari jarak jauh dan, setelah menilai mereka serta kemampuannya, menerapkan medan bioelektrik dengan kekuatan, konfigurasi, dan frekuensi radiasi tertentu. Hasilnya, efek yang dicapai biasanya optimal. Oleh karena itu, ikan lele yang tidak memiliki sistem elektrolokasi mengevaluasi mangsanya dengan aktif bergerak dan mengeluarkan muatan listrik yang kuat. Pelepasannya merangsang mangsanya, memaksanya untuk aktif bergerak dan menciptakan aliran air, sehingga ikan lele menerima informasi tentang mangsanya menggunakan alat indera gurat sisi. Tergantung pada ukuran korbannya, ia menggunakan pelepasan yang bersifat tertentu.
Dengan demikian, perbedaan mendasar utama antara sistem penangkapan ikan listrik buatan dan sistem penangkapan ikan alami adalah kurangnya kendali atas keadaan dan perilaku objek penangkapan ikan serta kendali atas pengoperasian generator listrik. Dengan kata lain, tidak ada sistem umpan balik dan pengendalian sesuai program yang diberikan. Pendekatan cybernetic terhadap pengembangan perangkat listrik untuk menarik atau mengusir ikan tidak diragukan lagi menjanjikan. Perangkat semacam itu memungkinkan Anda menangkap ikan jenis tertentu dan tidak melukai ikan lain.
Keuntungan lain dari metode alami untuk menangkap dan memukul mundur ikan berdasarkan penggunaan medan listrik adalah bahwa ikan listrik biasanya menggunakan kombinasi sinyal dari modalitas yang berbeda. Sejalan dengan pembangkitan medan listrik yang sifatnya tertentu, mereka memancarkan medan listrik dengan parameter lain, suara, sinyal optik, dan juga menggunakan efek samping arus listrik (gangguan hidrodinamik, pengayaan air dengan oksigen). Belut, misalnya, sering kali menggabungkan ladang konstan dan ladang berdenyut selama berburu. Di perairan laut, pembuangannya memperkaya air dengan oksigen, yang menarik ikan kecil dan katak ke belut. Pengamat bintang Amerika memikat mangsanya dengan secara berkala mengeluarkan lidah merah yang terlihat seperti cacing. Pemangsa menyetrum ikan yang mendekat dengan aliran listrik dan menangkapnya.
Dalam situasi defensif, ikan lele listrik, bersama dengan aliran listrik, mengeluarkan suara mendesis tajam yang khas. Suara-suara tersebut, yang merambat dengan baik di dalam air, meningkatkan efek medan listrik (stimulus refleks tanpa syarat) dan memperoleh nilai sinyal peringatan (reaksi refleks terkondisi). Paparan medan listrik yang berdenyut, disertai denyut akustik dengan frekuensi yang sama, dapat membuat verkhovka mengalami syok (elektronarkosis), meskipun intensitas medan tersebut tidak cukup untuk mencapai hasil seperti itu.
Efektivitas mempengaruhi ikan dengan medan listrik yang dikombinasikan dengan sinyal lain sudah jelas. Sementara itu, dalam praktik perikanan, pengembangan perangkat yang didasarkan pada aksi kompleks berbagai sinyal baru saja dimulai. Jadi, ketika mengembangkan beberapa teknik penangkapan ikan tanpa jaring, medan listrik berhasil dikombinasikan dengan cahaya.
Sebuah sistem yang diuji di Teluk Meksiko terdiri dari platform berlabuh yang dikelilingi oleh sejumlah besar rakit plastik berbentuk tenda. Diketahui bahwa pada siang hari, beberapa spesies ikan mencari tempat gelap yang merasa lebih aman dan berkumpul di bawah benda yang mengapung di permukaan air. Dalam hal ini, ikan berkumpul di bawah rakit pada siang hari, dan saat malam tiba, cahaya lampu listrik menarik mereka ke platform pusat, di mana, di bawah pengaruh medan listrik, mereka segera jatuh ke zona hisap. pompa ikan.
Untuk menakut-nakuti ikan agar menjauh dari bendungan, penggunaan medan listrik yang dikombinasikan dengan sinyal suara adalah cara yang efektif. Dalam olahraga memancing, dimungkinkan untuk menggunakan pancing listrik yang menarik ikan menggunakan dua rangsangan berbeda: umpan “visual” biasa dan medan listrik yang menyebabkan reaksi anodik pada ikan - keinginan untuk lebih dekat ke elektroda positif.
Oleh karena itu, salah satu arah yang menjanjikan dalam pengembangan metode baru penggunaan medan listrik di bidang perikanan adalah menggabungkannya dengan sinyal lain.
Yang sangat menarik bagi elektrobiologi adalah perbandingan medan yang digunakan ikan listrik untuk penangkapan ikan dan pertahanan dengan medan yang digunakan dalam praktik penangkapan ikan. Semua ikan, baik di air tawar maupun air laut, menciptakan medan listrik berdenyut: di air laut, karena konduktivitasnya yang lebih besar, mereka dicirikan oleh intensitas rendah dan kepadatan arus yang signifikan, di air tawar mereka memiliki intensitas tinggi dan kepadatan arus rendah. Ikan tidak menggunakan medan listrik arus searah, tampaknya karena tingginya konsumsi energi untuk pembangkitannya.
Apa karakteristik medan listrik berdenyut pada ikan dan perbedaannya dengan medan yang dikembangkan secara eksperimental dan digunakan dalam praktik penangkapan ikan?
Terdapat perbedaan pendapat, terkadang bertentangan, mengenai pengaruh medan listrik berdenyut buatan pada ikan. Sebagian besar peneliti, membandingkan efek medan berdenyut dan konstan atau bergantian, berpendapat bahwa medan berdenyut biasanya tidak merangsang reaksi anoda pada ikan, tetapi hanya menakuti mereka. Namun, ikan listrik, dengan menggunakan medan berdenyut, sebenarnya mengendalikan perilaku korban atau musuhnya, memaksa mereka untuk bergerak ke arah mereka sendiri atau melarikan diri. Merupakan ciri khas bahwa medan denyut yang digunakan oleh semua ikan listrik untuk menarik korban dan mempertahankan diri berbeda-beda.
Dengan demikian, pelepasan berburu ikan lele terdiri dari impuls yang jauh lebih besar daripada pertahanan. Jika pertahanan mencakup 3-67 impuls, maka perburuan mencakup 14-462 impuls (rata-rata kurang dari 300). Ciri khas lainnya adalah perbedaan sifat perubahan frekuensinya. Dalam pelepasan pertahanan, tingkat pengulangan denyut nadi menurun tajam, cepat, dalam pelepasan berburu - perlahan, bertahap.
Durasi dan jumlah impuls dalam pelepasan berburu dikaitkan dengan rasio ukuran ikan lele dan mangsanya. Saat menggenggam dan menelan benda kecil, pelepasannya relatif singkat - rata-rata 71,2 denyut. Seekor ikan lele dengan panjang 16 cm, ketika menangkap ikan berukuran 5,5 cm (kurang dari 30% panjang ikan lele), menghasilkan hingga 297 pulsa (dengan durasi pelepasan rata-rata 4,8 detik). Dalam teknik penangkapan ikan listrik berdasarkan medan arus searah berdenyut, jumlah pulsa yang menghasilkan reaksi anoda sangat penting.
Menurut beberapa ilmuwan, efek menarik, menakut-nakuti, atau memingsankan ikan bergantung pada jumlah pulsa. Penelitian telah menunjukkan bahwa untuk setiap jenis (dan ukuran) ikan, terdapat jumlah impuls listrik optimal yang menarik atau menolaknya. Selama proses berburu, laju pengulangan denyut nadi ikan lele berubah. Menambah atau mengurangi tergantung pada perilaku dan kondisi korban. Pada awalnya, laju pengulangan pulsa mencapai nilai maksimumnya (hingga 150 pulsa per detik pada suhu 28°), dan pada akhirnya turun. Namun penurunan frekuensi, bergantung pada perilaku objek, dapat digantikan dengan peningkatan yang berulang dan bahkan berlipat ganda. Amplitudo pelepasan dan impuls ikan lele relatif kecil (180-360 V). Untuk ikan lele yang panjangnya 21 cm, daya pelepasan rata-rata biasanya 8 W, dan daya maksimum setiap pulsa adalah 32 W.
Para ilmuwan yang mempelajari pengaruh medan listrik yang kuat pada ikan menemukan bahwa reaksi anodik memanifestasikan dirinya pada nilai tertentu baik frekuensi pulsa maupun tegangan. Untuk ikan air tawar dengan panjang 6 hingga 27 cm, laju pengulangan pulsa kritis yang menyebabkan reaksi anoda adalah 30-100 pulsa per detik. Pelepasan dengan frekuensi pulsa yang lebih tinggi dengan amplitudo yang sama menyebabkan elektronarcosis pada ikan. Peningkatan amplitudo (tegangan) impuls mempengaruhi ikan dengan cara yang sama.
Arus yang digunakan dalam electrofishing untuk ikan air tawar biasanya mencapai tegangan 800 V dengan daya pulsa 80-400 W. Oleh karena itu, wajar jika unit listrik yang beroperasi dalam mode konstan (pada frekuensi dan tegangan pulsa konstan) tidak hanya menciptakan zona tarik-menarik (jauh dari elektroda), tetapi juga zona anestesi di dekat elektroda, tempat ikan masuk. menjadi shock dan mati. Dalam kaitan ini penggunaan alat penangkapan ikan yang ada menimbulkan kerugian yang cukup besar bagi industri perikanan.
Dorongan yang digunakan untuk berburu ikan listrik (belut, lele, dll) memiliki bentuk dan durasi yang khas. Biasanya, ini adalah pulsa dengan kenaikan arus yang tajam dan penurunan bertahap. Dengan kata lain, pada awal pulsa tegangan naik dengan cepat dan kemudian menurun secara bertahap. Pada belut listrik, impuls tersebut berbentuk gigi gergaji (lihat Gambar 4), pada ikan lele listrik bentuk impulsnya mirip dengan bentuk impuls neuromuskular (lihat Gambar 5).
Pulsa ikan lele elektrik sepanjang 15,5 cm mempunyai durasi 1,88 ms. Peningkatan amplitudo yang tajam berlangsung selama 0,66 ms, dan penurunan bertahap berlangsung selama 1,22 ms.
Dianjurkan untuk membandingkan bentuk dan durasi impuls ikan listrik dengan karakteristik serupa dari pulsa kerja optimal yang diperoleh dalam percobaan pengaruh medan listrik buatan pada ikan. Ternyata efek yang paling efektif pada ikan adalah pulsa dengan kenaikan arus yang tajam dan penurunan bertahap dengan durasi pulsa 1-1,5 ms. Hal ini juga dibenarkan oleh beberapa ilmuwan, berdasarkan konsep fisiologi sistem neuromuskular.
Telah ditetapkan secara eksperimental bahwa pada durasi pulsa pendek (kurang dari 1 ms), tegangan terendah di mana ikan mengembangkan reaksi primer diperlukan saat menggunakan pulsa persegi panjang. Mengapa impuls beberapa ikan listrik “kurang optimal”? Jawabannya cukup sederhana. Menghasilkan pulsa persegi (durasi kurang dari 1 ms) memerlukan daya lebih besar dibandingkan pulsa yang digunakan oleh ikan listrik.
Dengan demikian, pengoperasian sistem penangkapan ikan listrik alami dan pengoperasian unit kelistrikan industri memiliki prinsip pengoperasian yang berbeda, meskipun bentuk denyut ikan listrik mirip dengan yang digunakan dalam penangkapan ikan. Yang alami didasarkan pada aksi sinyal yang kompleks; yang industri, biasanya, hanya menggunakan medan listrik. Yang pertama ditandai dengan mode aktif, yang terakhir dengan mode pasif. Impuls ikan yang digunakan dalam berburu berbeda dengan impuls buatan karena lebih panjang, memiliki tingkat pengulangan yang lebih tinggi, dan kekuatan yang relatif rendah. Perlu diingat bahwa medan listrik yang ditimbulkan oleh ikan kecil. Jelas bahwa prinsip pengoperasian sistem penangkapan ikan listrik alami lebih efektif dibandingkan dengan prinsip pengoperasian penangkapan ikan industri, dan hal ini harus dipertimbangkan ketika mengembangkan dan meningkatkan instalasi penangkapan ikan listrik.
Pemodelan sistem kelistrikan untuk lokasi dan komunikasi ikan membuka prospek yang luar biasa. Transmisi sinyal di dalam air menggunakan medan listrik memiliki keuntungan besar, karena gelombang radio praktis tidak merambat di lingkungan perairan, dan kelemahan lokasi akustik dan komunikasi adalah tingginya tingkat gangguan kebisingan latar belakang. Seperti diketahui, komunikasi listrik belum ada pada teknologi bawah air. Saat ini, pekerjaan serius sedang dilakukan baik di Uni Soviet maupun di luar negeri untuk menciptakan peralatan tersebut. Pemodelan teknis yang tidak lengkap dari sistem komunikasi listrik ikan yang dilakukan oleh para peneliti Soviet telah mengarah pada pengembangan perangkat yang memungkinkan transfer informasi dari air ke udara. Pekerjaan lebih lanjut di bidang ini akan sangat penting bagi pengembangan teknologi komunikasi bawah air, yang sangat diperlukan, misalnya di bidang oseanologi dan perikanan.
Indra Ketujuh: Listrik dalam Kehidupan PiscesMengapa ketujuh?
Ikan, dibandingkan dengan kita, memiliki peralatan sensorik yang jauh lebih kaya. Sederhananya, mereka memiliki organ indera yang tidak kita miliki, sehingga mereka dapat menerima informasi dari lingkungan luar yang pada prinsipnya tidak dapat kita akses. Kami memiliki lima saluran informasi - penglihatan, pendengaran, penciuman, rasa dan sentuhan. Ikan juga memiliki semua ini, tetapi, selain itu, mereka juga memiliki “gurat sisi” yang terkenal, yang memungkinkan mereka “mendengar” sinyal suara frekuensi rendah dan merasakan perpindahan air di sekitar ikan. Kemampuan ikan ini sering disebut dengan “indra keenam”.
Namun kemampuan sensorik ikan tidak terbatas pada enam indera saja. Mereka juga memiliki indra ketujuh - listrik. Dengan demikian, dunia yang dihuni oleh ikan jauh lebih kaya dan beragam dibandingkan dunia kita, dan listrik memainkan peranan penting di dalamnya.
Mengapa ikan mempunyai “indera listrik”?
Pertama-tama, harus dikatakan bahwa semua organisme hidup, tanpa kecuali, baik air maupun darat, menciptakan medan listrik lemah di sekitar dirinya. Mereka muncul “secara otomatis”, selama aktivitas kehidupan normal (bernafas, bergerak, dll.) sebagai akibat dari kontraksi otot dan proses kelistrikan dalam sistem saraf. Medan listrik lemah juga terekam di dekat tubuh manusia (pada jarak 15-25 cm). Bahkan ada istilah seperti itu - "electroaura".
Jelas bahwa dalam media penghantar listrik seperti air, medan listrik di sekitar benda hidup (Gbr. 1) dapat berfungsi sebagai informasi yang berguna, misalnya bagi predator yang memakan benda tersebut. Anda hanya perlu memiliki alat indera khusus yang mampu memahami bidang-bidang ini. Dan memang, seperti yang telah disebutkan, sejumlah besar ikan memiliki organ seperti itu, tetapi akan dibahas lebih lanjut nanti.
Sebaliknya medan listrik dapat dimanfaatkan oleh pemiliknya sendiri. Lagi pula, memasukkan objek apa pun ke dalam bidang ini pasti akan mengubah bentuk garis bidang (lihat Gambar 2). Jika, sekali lagi, Anda memiliki organ indera khusus yang merasakan “deformasi” bidang Anda sendiri, maka Anda dapat memperoleh informasi penting tentang dunia di sekitar Anda.
Beras. 2
Kedua kemampuan ini - persepsi medan listrik orang lain dan analisis objek di sekitarnya berdasarkan perubahan medannya sendiri - digunakan oleh ikan, tetapi pada spesies yang berbeda kemampuan ini dikembangkan pada tingkat yang berbeda-beda.
Ada beberapa spesies ikan yang kemampuannya menciptakan medan listrik di sekelilingnya telah berkembang ke tingkat yang sungguh luar biasa. Inilah yang disebut ikan LISTRIK TINGGI. Ini termasuk belut listrik dan lele listrik yang terkenal serta beberapa ikan pari. Ikan-ikan ini memiliki organ penghasil listrik khusus yang mampu menghasilkan pelepasan listrik dengan kekuatan sedemikian rupa sehingga dapat digunakan untuk berburu (hal itulah yang dilakukan semua ikan ini). Jelas bahwa, karena memiliki kemampuan untuk menciptakan medan yang begitu kuat, mereka secara aktif menggunakan kemampuan elektrolokasi, termasuk untuk mendeteksi korbannya.
Kelompok lain terdiri dari ikan listrik lemah. Ini mencakup beberapa spesies Afrika dan Amerika. Mereka juga memiliki organ yang menghasilkan listrik, tetapi mereka jauh lebih lemah dibandingkan ikan berlistrik tinggi. Mereka agak lemah untuk berburu, tetapi cukup cocok untuk elektrolokasi.
Terakhir, sebagian besar ikan adalah NON-LISTRIK. Dan sepenuhnya, seperti yang akan kita lihat, tidak semestinya. Pertama, seperti yang telah disebutkan, semuanya, suka atau tidak, memiliki medan listrik di sekelilingnya. Kedua, banyak orang juga memiliki organ indera khusus yang dapat merasakan listrik. Organ seperti itu - disebut ELECTRORESEPTOR - dikenal di semua hiu, pari dan chimera, sturgeon, dan banyak ikan lainnya.
Tetapi ada banyak spesies yang tidak ditemukan elektroreseptor. Inilah ikan yang paling menarik bagi kami: pike, pike perch, hinggap, bream, roach, dan semua ikan mas secara umum - semua spesies ini tidak memiliki elektroreseptor. Tapi mereka juga punya sensitivitas listrik! Hal ini ditemukan relatif baru, dan para ilmuwan masih belum dapat memahami bagaimana mereka bisa berhasil.
Tapi apa hubungannya semua ini dengan memancing? Pertanyaan ini tidak retoris, karena jika Anda membaca sebagian besar buku teks dan ringkasan tentang ilmu pengetahuan tentang ikan, Anda harus menyimpulkan bahwa tidak ada satupun.
Faktanya adalah bahwa sejak lama diterima secara umum bahwa fenomena listrik hanya memainkan peran penting dalam kehidupan ikan yang memiliki organ penghasil listrik dan penginderaan listrik. Ini, sebagaimana disebutkan, adalah ikan listrik kuat dan ikan listrik lemah, serta spesies yang tidak memiliki organ khusus yang menghasilkan pelepasan listrik, tetapi pada saat yang sama memiliki organ sensitivitas elektro - reseptor listrik. Ini termasuk hiu, pari, chimera, semua ikan sturgeon, serta ikan lele dan sejumlah ikan eksotik seperti lungfish, polypterus Afrika dan, terakhir, coelacanth yang terkenal. Jelas dari keseluruhan daftar ini, satu-satunya yang menarik bagi kami adalah ikan lele.
Semua ikan lainnya, termasuk semua spesies “pemancingan” tradisional kita, tidak memiliki organ khusus untuk mengamati medan listrik, dan tidak disebutkan sama sekali ketika membahas topik listrik dalam buku teks tentang ilmu pengetahuan tentang ikan. Setidaknya, saya belum menemukan referensi seperti itu dalam manual mana pun yang saya ketahui, baik dalam maupun luar negeri, termasuk tahun-tahun terakhir penerbitannya.
Sementara itu, terdapat beberapa studi eksperimental khusus yang menunjukkan bahwa banyak spesies “non-listrik”, pertama, mampu menghasilkan medan listrik lemah di sekitar dirinya, dan kedua, memiliki kemampuan untuk merasakan medan listrik dan memperkirakan parameternya. Hal lainnya adalah masih belum jelas bagaimana, dengan bantuan alat indera apa mereka melakukan hal tersebut.
Mengapa hasil ini tidak muncul di halaman buku teks adalah pertanyaan lain, namun kita berhak menyimpulkan bahwa listrik merupakan salah satu faktor yang mempengaruhi perilaku tidak hanya ikan listrik kuat atau lemah, tetapi semua ikan secara umum, termasuk ikan yang memiliki listrik kuat atau lemah. kamu dan aku kita tangkap. Oleh karena itu, topik ini berhubungan langsung dengan memancing (walaupun pancing listrik tidak diperhitungkan).
Ladang ikan "non-listrik".
Untuk pertama kalinya, medan listrik lemah pada ikan non-listrik dicatat di sea lamprey oleh orang Amerika Klierkoper dan Sibakin pada tahun 1956. Lapangan tersebut direkam dengan peralatan khusus pada jarak beberapa milimeter dari tubuh lamprey. Muncul dan menghilang secara ritmis bersamaan dengan gerakan pernapasan.
Pada tahun 1958, ditunjukkan bahwa medan listrik, yang lebih kuat dari medan lamprey, juga dapat dihasilkan di sekitar belut sungai. Terakhir, sejak tahun 1960-an, kemampuan ikan yang sebelumnya dianggap non-listrik untuk mengeluarkan muatan listrik yang lemah telah ditemukan pada banyak spesies laut dan air tawar.
Jadi, saat ini tidak ada keraguan sama sekali bahwa semua ikan, tanpa kecuali, menghasilkan medan listrik di sekelilingnya. Selain itu, pada banyak spesies, parameter bidang ini telah diukur. Beberapa contoh nilai debit ikan non-listrik diberikan pada tabel di bagian bawah halaman (pengukuran dilakukan pada jarak sekitar 10 cm dari ikan).
Aktivitas listrik ikan disertai medan listrik yang konstan dan berdenyut. Medan konstan ikan memiliki pola yang khas - kepala relatif terhadap ekor bermuatan positif, dan perbedaan potensial antara area ini bervariasi pada spesies yang berbeda dari 0,5 hingga 10 mV. Sumber medan terletak di daerah kepala.
Medan pulsa memiliki konfigurasi yang serupa, dihasilkan oleh pelepasan dengan frekuensi dari pecahan hertz hingga satu setengah kilohertz.
Sensitivitas ikan non-listrik
Sensitivitas terhadap medan listrik sangat bervariasi antara spesies ikan yang berbeda tanpa reseptor listrik. Bagi sebagian orang, sensitivitasnya relatif rendah (dalam puluhan milivolt per sentimeter), bagi sebagian lainnya sebanding dengan sensitivitas ikan yang memiliki organ indera listrik khusus. Misalnya, belut Amerika di air tawar hanya merasakan medan sebesar 6,7 μV/cm. Salmon Pasifik di air laut mampu merasakan medan 0,06 µV/cm. Jika dihitung ulang secara kasar, dengan mempertimbangkan resistensi yang lebih besar di air tawar, ini berarti bahwa di air tawar salmon dapat merasakan sekitar 6 µV/cm. Ikan lele biasa kita juga memiliki sensitivitas listrik yang sangat tinggi. Kemampuan untuk merasakan medan listrik yang lemah juga telah ditemukan pada spesies seperti ikan mas, ikan mas crucian, pike, stickleback, dan ikan kecil.
Menurut sebagian besar ilmuwan, peran elektroreseptor pada semua ikan ini dimainkan oleh organ gurat sisi. Namun masalah ini tidak dapat dianggap terselesaikan secara final. Mungkin saja ikan mempunyai mekanisme lain yang memungkinkan mereka merasakan listrik, dan mekanisme tersebut bahkan belum kita sadari.
Dunia listrik
Jadi, kita sampai pada kesimpulan bahwa semua ikan, meskipun pada tingkat yang berbeda-beda, memiliki kepekaan listrik, dan semua ikan, pada tingkat yang berbeda-beda, menciptakan medan listrik di sekitar dirinya. Oleh karena itu, kami mempunyai banyak alasan untuk berasumsi bahwa ikan menggunakan kemampuan listrik ini dalam kehidupan sehari-hari. Bagaimana, dan dalam bidang kehidupan apa mereka dapat melakukan hal ini?
Pertama-tama, kami mencatat bahwa elektrosensitivitas digunakan oleh ikan (belut, herring, salmon) untuk orientasi di laut. Selain itu, ikan memiliki sistem komunikasi listrik yang berkembang - interaksi satu sama lain berdasarkan pertukaran informasi listrik. Ini digunakan selama pemijahan, selama interaksi agresif (misalnya, saat mempertahankan wilayah), dan juga untuk menyinkronkan pergerakan ikan dalam satu kawanan.
Namun kami lebih tertarik pada aspek-aspek yang lebih berhubungan langsung dengan penangkapan ikan - mencari makanan, membedakan benda yang bisa dimakan dan yang tidak bisa dimakan.
Pertama-tama, kita harus ingat bahwa medan listrik diciptakan di sekelilingnya tidak hanya oleh ikan, tetapi juga oleh hewan lain, termasuk organisme yang menjadi makanan ikan. Misalnya, medan listrik lemah muncul di perut amphipod yang berenang. Bagi ikan, ladang seperti itu merupakan sumber informasi yang berharga. Eksperimen dengan hiu sudah dikenal luas, yang dengan mudah menemukan dan mencoba menggali miniatur generator listrik yang terkubur di pasir, mensimulasikan arus biologis ikan dengan pelepasannya.
Tapi itu hiu. Apakah ikan air tawar tertarik dengan medan listrik? Eksperimen yang sangat menarik dan instruktif dalam hal ini dilakukan pada tahun 1917 dengan ikan lele Amerika Amyurs. Penulis eksperimen ini terlibat dalam menempelkan tongkat yang terbuat dari bahan berbeda - kaca, kayu, logam - ke dalam akuarium dengan Amiuros. Ternyata ikan lele merasakan keberadaan batang logam dari jarak beberapa sentimeter, dan misalnya bereaksi terhadap batang kaca hanya jika disentuh. Oleh karena itu, Amiurus merasakan lemahnya arus galvanik yang timbul ketika logam dimasukkan ke dalam air.
Yang lebih menarik lagi, reaksi ikan lele terhadap logam tersebut bergantung pada intensitas arus. Jika permukaan kontak tongkat logam dengan air adalah 5-6 cm 2, ikan lele mengalami reaksi defensif - mereka berenang menjauh. Jika permukaan kontak dengan air lebih kecil (0,9-2,8 cm2), maka ikan bereaksi positif - mereka berenang dan “mematuk” tempat kontak logam dengan air.
Ketika Anda membaca tentang hal-hal seperti itu, ada godaan besar untuk berteori tentang luas permukaan jig, tentang jig dan pemintal bimetalik, yang sebenarnya adalah generator listrik galvanik kecil, dan sejenisnya. Namun jelas bahwa teori semacam ini akan tetap menjadi teori, dan rekomendasi apa pun yang dibuat berdasarkan teori tersebut tidak ada gunanya. Interaksi ikan dengan umpan adalah proses yang sangat kompleks yang melibatkan berbagai faktor, dan kemungkinan besar listrik bukanlah faktor utama. Meski begitu, kita tidak boleh melupakannya. Bagaimanapun, ada beberapa peluang untuk berimajinasi dan bereksperimen dengan umpan. Mengapa tidak, misalnya, berasumsi bahwa sendok logam, terutama yang berukuran besar, dapat membawa medan yang sangat kuat sehingga tidak menarik, namun sebaliknya, mengusir ikan? Toh bisa dihilangkan dengan cara melapisi sendok dengan senyawa transparan yang tidak menghantarkan listrik.
Dan bagaimana mungkin seseorang tidak mengingat fakta luar biasa bahwa hingga tahun 60-an abad yang lalu, para nelayan Finlandia dan Norwegia menggunakan kail kayu yang terbuat dari juniper saat memancing ikan flounder di laut. Pada saat yang sama, mereka berpendapat bahwa flounder ditangkap lebih baik dengan kail kayu dibandingkan dengan kail logam. Bukankah ini masalah listrik? Dan seterusnya - ada ruang lingkup pemikiran yang luas di sini.
Tapi mari kita kembali ke ikan. Seperti yang telah disebutkan di awal artikel ini, selain mengamati medan listrik orang lain, ikan dapat memperoleh informasi tentang lingkungannya dengan mengubah parameter medan listriknya sendiri. Lagi pula, benda apa pun yang jatuh ke dalam ladang ikan, jika daya hantar listriknya berbeda dengan air di sekitarnya, pasti akan mengubah konfigurasi medan tersebut. Ada sejumlah penelitian yang menunjukkan bahwa pelepasan listrik meningkat tajam ketika mereka secara aktif memberi makan ikan “damai”, serta pada predator (misalnya, tombak) pada saat menyerang mangsanya. Selain itu, hal ini lebih terlihat pada predator nokturnal dan senja dibandingkan predator siang hari. Mungkinkah ini berarti bahwa pada saat menangkap makanan, ikan “menghidupkan” saluran informasi tambahan untuk analisis situasi yang lebih menyeluruh? Apakah mereka “merasakan” calon mangsa dengan garis kekuatan di medannya? Cepat atau lambat, para ilmuwan akan memberikan jawaban atas pertanyaan ini, tetapi kita tidak perlu menunggu - kita hanya perlu mengingat kemungkinan ini. Artinya, untuk memahami bahwa ikan dapat mengetahui lebih banyak tentang sifat kelistrikan umpan kita daripada yang kita duga, dan yang terpenting, daripada kita sendiri yang mengetahuinya. Misalnya, saya hampir yakin bahwa predator benar-benar “memahami” ketika menyerang ikan goyang bahwa “ikan” ini terbuat dari bahan yang aneh - ia mengubah konfigurasi medannya secara berbeda dari ikan asli. Apakah hal ini mempengaruhi keputusan predator untuk makan atau tidak? Sangat mungkin terjadi, apalagi jika dia tidak terlalu lapar.
Sedikit puisi sebagai penutup
Menarik perhatian pembaca pada sisi kelistrikan kehidupan ikan, saya sama sekali tidak ingin hal ini memberikan ide kepada siapa pun untuk menggunakan sensitivitas kelistrikan ikan untuk membuat semacam umpan “aman” yang atas dasar ini ikan akan selalu mengambil dalam kondisi apapun. Upaya semacam ini, tidak hanya di “bidang listrik”, sering kali muncul di cakrawala. Entah pemintal listrik, atau “silikon lezat”, yang tidak hanya tidak ingin dimuntahkan oleh pemangsa, tetapi, sebaliknya, juga terburu-buru untuk ditelan. Terakhir, aktivator gigitan pintar yang menciptakan rasa lapar yang tak tertahankan pada ikan, terlepas dari apakah ia lapar atau kenyang.
Dan ini hanyalah beberapa contoh. Laju perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi sedemikian rupa sehingga sangat mungkin untuk mengharapkan munculnya peralatan yang benar-benar “aman dari kegagalan” di pasar yang akan selalu ada dan di mana saja dan, yang paling penting, terlepas dari keterampilan dan pengetahuan orang tersebut. siapa yang menggunakannya. Ada garis yang murni etis, dan mungkin estetis, di sini, di luar itu penangkapan ikan tidak lagi menjadi penangkapan ikan.
Oleh karena itu, bagi mereka yang memiliki kecenderungan berlebihan terhadap perkembangan seperti ini, saya ingin mengingatkan Anda akan sebuah fakta sederhana yang sudah diketahui semua orang. Peralatan yang “aman dari kegagalan” tersebut telah ditemukan dan digunakan sepenuhnya. Ini adalah joran listrik.
Di laut yang hangat dan tropis, di sungai berlumpur di Afrika dan Amerika Selatan, hiduplah beberapa lusin spesies ikan yang kadang-kadang atau terus-menerus dapat mengeluarkan aliran listrik dengan kekuatan yang berbeda-beda. Ikan-ikan ini tidak hanya menggunakan arus listriknya untuk bertahan dan menyerang, tetapi juga saling memberi sinyal dan mendeteksi rintangan terlebih dahulu (elektrolokasi). Organ listrik hanya terdapat pada ikan. Organ-organ ini belum ditemukan pada hewan lain.
Ikan listrik telah ada di Bumi selama jutaan tahun. Sisa-sisa mereka ditemukan di lapisan kerak bumi yang sangat kuno - di endapan Silur dan Devon. Pada vas Yunani kuno terdapat gambar torpedo ikan pari laut listrik. Dalam tulisan para penulis naturalis Yunani dan Romawi kuno, terdapat banyak referensi tentang kekuatan menakjubkan yang tidak dapat dipahami yang dimiliki torpedo. Para dokter Romawi kuno memelihara ikan pari ini di akuarium besar. Mereka mencoba menggunakan torpedo untuk mengobati penyakit: pasien dipaksa menyentuh ikan pari, dan pasien sepertinya sembuh dari sengatan listrik. Bahkan saat ini, di pesisir Mediterania dan pesisir Atlantik di Semenanjung Iberia, para lansia terkadang berkeliaran tanpa alas kaki di perairan dangkal, berharap bisa sembuh dari rematik atau asam urat dengan listrik torpedo.
Dasbor jalan listrik.
Bentuk badan torpedo menyerupai gitar, dengan panjang mulai dari 30 cm hingga 1,5 m bahkan hingga 2 m, warna kulitnya mirip dengan lingkungannya (lihat artikel “Warna dan tiruan pada hewan”). Berbagai jenis torpedo hidup di perairan pesisir Mediterania dan Laut Merah, Samudera Hindia dan Pasifik, lepas pantai Inggris. Di beberapa teluk di Portugal dan Italia, torpedo berkerumun di dasar berpasir.
Pelepasan listrik torpedo sangat kuat. Jika ikan pari ini tersangkut jaring ikan, arusnya dapat melewati benang basah jaring dan mengenai nelayan. Pelepasan listrik melindungi torpedo dari pemangsa - hiu dan gurita - dan membantunya berburu ikan kecil, yang kemudian dilumpuhkan atau bahkan dibunuh oleh pelepasan tersebut. Listrik di dashboard dihasilkan di organ khusus, semacam “baterai listrik”. Mereka terletak di antara kepala dan sirip dada dan terdiri dari ratusan kolom heksagonal bahan agar-agar. Kolom-kolom tersebut dipisahkan satu sama lain oleh partisi padat, tempat saraf mendekat. Bagian atas dan dasar kolom bersentuhan dengan kulit punggung dan perut. Saraf yang terhubung ke organ listrik memiliki sekitar setengah juta ujung di dalam “baterai”.
Sinar discyge berbentuk mata.
Dalam beberapa puluh detik, torpedo mengeluarkan ratusan dan ribuan semburan pendek, mengalir dari perut ke punggung. Tegangan arus pada berbagai jenis ikan pari berkisar antara 80 hingga 300 V dengan kuat arus 7-8 A. Beberapa jenis ikan pari berduri hidup di laut kita, di antaranya ikan pari Laut Hitam - rubah laut. Pengaruh organ kelistrikan ikan pari ini jauh lebih lemah dibandingkan dengan torpedo. Dapat diasumsikan bahwa organ listrik berfungsi untuk berkomunikasi satu sama lain, seperti “telegraf nirkabel”.
Di bagian timur perairan tropis Pasifik hidup ikan pari disccopyge bermata. Ia menempati semacam posisi perantara antara torpedo dan lereng berduri. Ikan pari memakan krustasea kecil dan mudah mendapatkannya tanpa menggunakan arus listrik. Pelepasan listriknya tidak dapat membunuh siapa pun dan mungkin hanya berfungsi untuk mengusir predator.
Sinar rubah laut.
Bukan hanya ikan pari yang memiliki organ listrik. Tubuh ikan lele sungai afrika Malapterurus dibungkus, seperti mantel bulu, dalam lapisan agar-agar yang menghasilkan arus listrik. Organ listrik menyumbang sekitar seperempat dari berat seluruh ikan lele. Tegangan pelepasannya mencapai 360 V, berbahaya bahkan bagi manusia dan tentu saja berakibat fatal bagi ikan.
Para ilmuwan telah menemukan bahwa ikan air tawar Afrika Gymnarhus terus menerus memancarkan sinyal listrik yang lemah namun sering sepanjang hidupnya. Dengan mereka, pesenam sepertinya menyelidiki ruang di sekitarnya. Ia berenang dengan percaya diri di air berlumpur di antara ganggang dan batu, tanpa menyentuh rintangan apa pun dengan tubuhnya. Kemampuan yang sama diberkahi dengan ikan mormyrus Afrika dan kerabat belut listrik - gymnota Amerika Selatan.
Ahli nujum.
Di samudra Hindia, Pasifik, dan Atlantik, di Mediterania, dan Laut Hitam, hiduplah ikan-ikan kecil, hingga 25 cm, jarang yang panjangnya mencapai 30 cm - pengamat bintang. Mereka biasanya berbaring di dasar pantai, menunggu mangsa yang berenang dari atas. Oleh karena itu, matanya terletak di sisi atas kepala dan menghadap ke atas. Dari sinilah nama ikan ini berasal. Beberapa spesies pengamat bintang memiliki organ listrik yang terletak di ubun-ubun kepala mereka dan mungkin berfungsi untuk memberi sinyal, meskipun pengaruhnya juga terlihat pada nelayan. Meski demikian, para nelayan dengan mudah menangkap banyak pengamat bintang.
Belut listrik hidup di sungai tropis Amerika Selatan. Ini adalah ikan mirip ular berwarna abu-abu biru hingga 3 M. Bagian kepala dan dada-perut hanya mencakup 1/5 dari tubuhnya. Sepanjang 4/5 sisa tubuh, organ listrik kompleks terletak di kedua sisi. Mereka terdiri dari 6-7 ribu pelat, dipisahkan satu sama lain oleh cangkang tipis dan diisolasi oleh lapisan zat agar-agar.
Pelat-pelat tersebut membentuk semacam baterai, yang pelepasannya diarahkan dari ekor ke kepala. Tegangan yang dihasilkan belut cukup untuk membunuh ikan atau katak di dalam air. Orang yang berenang di sungai juga menderita belut: organ listrik belut menghasilkan tegangan beberapa ratus volt.
Belut menghasilkan tegangan yang sangat tinggi ketika ia melengkung sehingga mangsanya berada di antara ekor dan kepalanya: terciptalah cincin listrik tertutup. Pelepasan listrik belut menarik belut lain di dekatnya.
Properti ini dapat digunakan. Dengan mengalirkan sumber listrik apa pun ke dalam air, Anda dapat menarik seluruh kawanan belut; Anda hanya perlu memilih voltase dan frekuensi pelepasan yang sesuai. Daging belut listrik dimakan di Amerika Selatan. Tapi menangkapnya berbahaya. Salah satu metode penangkapan ikan dirancang untuk memastikan belut yang baterainya habis menjadi aman untuk waktu yang lama. Oleh karena itu, para nelayan melakukan hal ini: mereka menggiring kawanan sapi ke sungai, diserang belut dan menghabiskan pasokan listrik. Setelah mengusir sapi-sapi tersebut keluar sungai, para nelayan memukul belut tersebut dengan tombak.
Diperkirakan 10 ribu ekor belut mampu memberikan energi untuk menggerakkan kereta listrik dalam waktu beberapa menit. Namun setelah itu, kereta harus berhenti selama beberapa hari hingga belut memulihkan pasokan energi listriknya.
Penelitian yang dilakukan oleh para ilmuwan Soviet telah menunjukkan bahwa banyak ikan biasa, yang disebut ikan non-listrik, yang tidak memiliki organ listrik khusus, masih mampu menghasilkan pelepasan listrik yang lemah di dalam air dalam keadaan tereksitasi.
Pelepasan ini membentuk karakteristik medan bioelektrik di sekitar tubuh ikan. Telah diketahui bahwa ikan seperti river perch, pike, gudgeon, loach, crucian carp, rudd, croaker, dll. memiliki medan listrik yang lemah.
Di apartemen, dan di jalan, di tempat kerja dan berlibur di luar kota, kita dikelilingi oleh medan elektromagnetik (EMF) yang tidak terlihat dan hampir tidak terlihat. Perkembangan kehidupan di planet bumi sebagian besar disebabkan oleh faktor lingkungan yang penting ini.
Di antara sistem sensorik utama (organ indera) ikan, yang meliputi sistem pendengaran, visual, pengecapan, penciuman, taktil, seismosensori, dan indera kimia umum, ada sistem sensorik lain yang tidak kalah pentingnya dalam kehidupan ikan - sistem sensorik elektroreseptor.
Sejak tahun 1960-an, penelitian intensif telah dilakukan di seluruh dunia mengenai pentingnya berbagai macam medan listrik dalam kehidupan ikan. Ketertarikan khusus pada karya-karya ini juga disebabkan oleh fakta bahwa dalam beberapa dekade terakhir paparan ikan terhadap berbagai medan elektromagnetik yang berasal dari buatan telah meningkat tajam. Medan kuat di lingkungan perairan saat ini disebabkan oleh pengoperasian penghalang ikan listrik, penangkapan ikan listrik, selama eksplorasi geofisika kelautan (menggunakan metode penginderaan listrik), “berkat” pengoperasian stasiun radio yang kuat, radar, konverter energi listrik, dan high- saluran listrik tegangan (PTL).
Pekerjaan pertama di bidang elektroresepsi, elektroorientasi, dan sensitivitas ikan terhadap medan elektromagnetik dimulai di Rusia di bawah kepemimpinan V. R. Protasov. Karyanya “Bioelectric field in the life of fish” (1972) memberikan data tentang apa yang disebut ikan listrik lemah dan kuat, mekanisme yang mereka gunakan untuk merasakan medan magnet dan listrik serta signifikansinya dalam kehidupan penghuni bawah air. Studi-studi ini menandai dimulainya arah baru dalam ilmu biologi - elektroekologi.
Semua ikan laut dan air tawar dibagi menjadi 3 kelompok menurut kemampuannya dalam merasakan atau secara mandiri menghasilkan medan listrik: sangat listrik; listrik lemah dan non-listrik, tipe “biasa”.
Spesies berlistrik tinggi (belut listrik air tawar, ikan pari dan lele listrik, pengamat bintang Amerika), yang dalam proses evolusinya telah muncul organ listrik khusus yang menghasilkan medan listrik kuat di sekitar tubuh ikan untuk tujuan menyerang atau bertahan. Untuk ikan berlistrik tinggi, kemampuan menghasilkan arus pada organ khusus diperlukan untuk menarik korban, karena medan listrik di sekitar ikan menyebabkan elektrolisis air, air diperkaya dengan oksigen, yang menarik ikan, katak, dan hewan air lainnya ke dalamnya. belut. Selain itu, medan listrik yang kuat dapat membuat korban berada dalam keadaan anestesi elektronik. Aktivitas listrik telah terbukti memudahkan belut untuk bernapas di perairan laut dan rawa: air terurai di dalam tubuh ikan dan darah diperkaya dengan oksigen, dan hidrogen dikeluarkan oleh ikan ke luar. Di perairan non-air, belut menggunakan medan listriknya sendiri sebagai semacam “elektrolocator” untuk mencari korban.
Pada ikan berlistrik lemah, jaringan yang disebut penghasil listrik mampu membentuk medan listrik berdenyut. Ikan ini menggunakan kemampuannya untuk lokasi dan komunikasi. Ikan air tawar berlistrik lemah mengeluarkan pelepasan yang lemah dan berjangka pendek dengan frekuensi denyut yang konstan. Beberapa ikan herring dan sturgeon juga mampu menggunakan medan listrik. Spesies seperti itu, yang umumnya dikenal oleh para pemancing sebagai rudd, crucian carp, perch, gudgeon, loach, dan pike, memiliki kemampuan mengeluarkan muatan listrik. Dua spesies pertama mengeluarkan pelepasan jangka pendek, hinggap, gudgeon dan loach - durasinya sedang, tombak - pelepasan terpanjang.
Ikan listrik lemah memancarkan sinyal listrik lemah. Pada tahun 1958, R. Lissman menetapkan bahwa mereka menggunakan medan listrik untuk orientasi dan komunikasi di lingkungan perairan.
Sebagian besar spesiesnya adalah ikan “biasa” non-listrik. Mereka tidak dapat menghasilkan arus listrik secara mandiri dan memiliki sensitivitas yang sangat rendah terhadap medan listrik dan elektromagnetik. Ikan ini tidak memiliki struktur morfologi khusus untuk persepsi arus listrik dan medan elektromagnetik, sehingga sensitivitasnya terbatas pada persepsi medan dengan kekuatan tidak lebih dari beberapa milivolt per sentimeter.
Oleh karena itu, perlu dibedakan antara 1) ikan yang tidak sensitif (sensitifitas lemah) terhadap medan listrik dan 2) ikan yang sangat sensitif (elektrosensitif), yang memiliki elektroreseptor khusus yang mampu merasakan arus listrik lemah di lingkungan alaminya dengan intensitas mulai dari seperseratus hingga satuan mikrovolt. per sentimeter. Kemampuan merasakan perubahan intensitas medan elektromagnetik di lingkungan perairan membantu ikan ini menemukan mangsa, bernavigasi di ruang angkasa, berkomunikasi dalam kawanan, dan melarikan diri dari zona bahaya saat terjadi bencana alam.
Perwakilan ichthyofauna yang sangat sensitif di waduk kami termasuk ikan sturgeon dan ikan lele. Menariknya, ketika mempelajari tingkat kerentanan berbagai ikan air tawar terhadap pengaruh arus listrik, ternyata tombak memiliki sensitivitas paling besar, tench dan burbot paling kecil, yang dijelaskan dengan adanya lapisan lendir yang tebal di dalamnya. , yang mengurangi kemampuan reseptor kulit untuk merasakan medan listrik yang lemah.
Ilmuwan elektroekologi telah menemukan bahwa setidaknya 300 dari 20,9 ribu spesies ikan modern mampu menggunakan medan listrik dalam kehidupannya. Dan tidak hanya menggunakannya, tetapi juga menghasilkannya “dengan tangan Anda sendiri”! Misalnya pada akhir tahun 1980an – awal tahun 1990an. sekelompok ilmuwan dari Institut Morfologi Evolusioner dan Ekologi Hewan dari Akademi Ilmu Pengetahuan Rusia telah membuktikan bahwa ikan pari Laut Hitam dari genus Raja (rubah laut) dapat mengirimkan dan menerima sinyal listriknya sendiri pada jarak hingga 7-10 meter, yang secara signifikan melebihi kemampuan ikan bertulang rawan ini untuk berkomunikasi menggunakan organ indera jauh lainnya (Baron et al., 1985, 1994).
Persepsi medan listrik (elektromagnetik) oleh ikan. Arus listrik lemah dan medan magnet dirasakan terutama oleh reseptor kulit ikan. Sejumlah penelitian telah menunjukkan bahwa pada hampir semua ikan listrik lemah dan kuat, turunan organ gurat sisi berfungsi sebagai elektroreseptor. Pada hiu dan pari, fungsi elektroreseptif dilakukan oleh apa yang disebut ampulla Lorenzini - kelenjar lendir khusus di kulit.
Medan elektromagnetik yang lebih kuat bekerja langsung pada pusat saraf organisme akuatik.
Ikan listrik lemah memiliki kepekaan yang tinggi terhadap medan listrik, yang memungkinkan mereka menemukan dan membedakan benda-benda di dalam air, menentukan salinitas air, dan menggunakan kotoran ikan lain untuk tujuan informasi dalam hubungan interspesifik dan intraspesifik. Misalnya, ikan lele biasa Silurus glanis memiliki sistem elektroreseptif yang sangat sensitif yang merasakan kepadatan arus 10-10 A/mm, yaitu raksasa sungai mampu merasakan baterai “tipe jari” yang habis dalam jarak 2-4 meter!
Medan listrik arus searah dirasakan ikan dalam bentuk reaksi motorik: bergetar saat arus dihidupkan atau dimatikan. Jika kekuatan medan meningkat, ikan air tawar mengalami reaksi defensif: ikan menjadi sangat bersemangat dan mencoba berenang menjauh dari zona aksi lapangan. Pada ikan mas crucian, pike, hinggap, minnow, dan sturgeon yang diteliti, ritme pernapasan meningkat tajam. Patut dicatat bahwa untuk spesies ikan yang sama, individu yang lebih besar bereaksi lebih awal dan lebih kuat terhadap arus dibandingkan individu yang lebih kecil.
Jika kekuatan medan terus meningkat, terjadi reaksi anodik (ikan bergerak menuju anoda), setelah itu ikan kehilangan keseimbangan, mobilitas, dan berhenti merespons rangsangan eksternal—elektroneskosis diamati. Peningkatan kekuatan medan yang lebih besar menyebabkan munculnya sejumlah besar asetilkolin dalam darah ikan, yang menghambat proses pernapasan normal dan aktivitas sistem saraf, yang pada akhirnya menyebabkan kematian ikan (Protasov, 1972).
Arus bolak-balik menyebabkan kegembiraan yang lebih kuat pada ikan dibandingkan arus searah. Setelah pengaruhnya, ikan tidak dapat “sadar” untuk waktu yang lama - ia berada dalam keadaan elektrohipnosis.
Dalam medan listrik yang berdenyut, perilaku ikan bahkan lebih kompleks dan bervariasi, dan reaksi mereka bergantung pada frekuensi, bentuk, dan durasi denyut.
Organisme akuatik dan saluran listrik tegangan tinggi. Perkembangan energi telah menyebabkan meluasnya distribusi saluran arus bolak-balik tegangan tinggi dengan tegangan 500 kV (yang disebut saluran listrik-500). Mereka membentang berkilo-kilometer, melintasi ladang, pepohonan, padang rumput, dan kolam. Di area saluran listrik selalu terdapat peningkatan latar belakang elektromagnetik, yang menyebabkan dampak yang kuat terhadap flora dan fauna alam. Kuat medan listrik di permukaan bumi atau air di bawah saluran listrik-500 (meskipun jarak kabel 10-15 meter) dapat mencapai 100-150 V/cm (Bondar, Chastokolenko, 1988, dll.)
Saat ini, isu pengaruh jaringan listrik terhadap sistem air masih sangat kurang dipelajari, dan penelitian mengenai masalah ini baru mulai dilakukan pada awal tahun 1980-an. Diketahui bahwa saluran tegangan tinggi, melintasi reservoir alami dan buatan, menginduksi medan listrik dengan besaran berbeda di lingkungan perairan.
Menurut V.R. Protasov (1982), intensitas medan listrik arus bolak-balik yang dihasilkan oleh penyeberangan saluran listrik di udara mencapai 50 mV/cm, penyeberangan bawah air (jalur kabel) - lebih dari 50 mV/cm, dan rapat arus di air mencapai 10 μA/ mm2. Gradien potensial seperti itu dapat menciptakan latar belakang abiotik yang tidak menguntungkan di lingkungan perairan, karena mendekati ambang batas reaksi eksitasi pada sebagian besar ikan non-listrik. Ngomong-ngomong, dengan kepadatan arus seperti itu di reservoir, kematian beberapa hidrobion, misalnya hydra air tawar, dimulai.
Medan elektromagnetik (EMF) yang diciptakan oleh saluran listrik sebanding dengan ambang sensitivitas ikan yang memiliki elektroreseptor. EMF mampu mengusir banyak ikan dan invertebrata dari zona arus listrik yang diinduksi. Saluran listrik bertegangan tinggi dapat menimbulkan bahaya besar di daerah di mana tempat pemijahan spesies ikan berharga berpotongan dan selama pemijahan ikan sturgeon. Misalnya, ikan dayung menunjukkan reaksi penghindaran pada kuat medan listrik 15 μV/cm (Kalmijn, 1974), yaitu bahkan sebelum memasuki zona medan listrik terinduksi.
Namun, ini tidak berarti bahwa semua ikan menghindari perairan yang dilalui kabel listrik. Penulis artikel ini secara pribadi mengamati bagaimana pada musim panas 1995, di kolam stepa besar di wilayah Kirovograd (Ukraina), di lubang yang dalam di bawah kabel listrik-500, seekor tombak dengan berat hampir 10 kg ditangkap, tidak diragukan lagi tinggal di sana. (dan tidak berenang entah dari mana!) Apalagi predatornya adalah salah satu ikan yang paling sensitif terhadap pengaruh arus listrik.
Ketika Anda menjauh dari saluran listrik, kekuatan medan listrik menurun tajam, sehingga kita dapat berbicara tentang zona terbatas pencemaran elektromagnetik pada reservoir yang lebarnya tidak lebih dari 15-20 meter. Meskipun pada skala sungai atau danau besar, zona pengaruh negatif elektromagnetik dapat diukur dalam ratusan meter persegi.
Menurut para ilmuwan Novosibirsk, selama pengoperasian normal saluran listrik di atas kepala, kepadatan arus yang berbahaya bagi ikan hanya dapat dihasilkan oleh saluran listrik 750 dan lebih tinggi (Voitovich, 1998). Saat memasang kabel bawah laut, kuat medan elektromagnetiknya rendah jika fasa-fasanya diletakkan dalam bentuk segitiga di parit yang digali di dasar reservoir (Danilov et al., 1991).
Para ahli dari Novosibirsk mengusulkan untuk meminimalkan dampak negatif pada ichthyocenosis dengan mengurangi daya yang ditransmisikan melalui saluran listrik di atas dan di bawah air selama periode-periode penting kehidupan ikan - selama migrasi pemijahan dan pemijahan; meningkatkan ketebalan layar dan pelindung pada jalur bawah laut kabel triaksial.
Hidrobion dan penangkapan ikan listrik. Di banyak perairan CIS, penangkapan ikan listrik digunakan. Alat penangkapan ikan listrik yang paling produktif adalah pukat-hela (trawl) udang berlistrik, yang selama pengoperasiannya menimbulkan medan elektromagnetik yang signifikan. Pukat-hela (trawl) udang listrik secara sistematis digunakan di waduk Volga Atas (termasuk Gorky dan Rybinsk), di wilayah Kostroma dan Ivanovo.
Pekerjaan tersebut menggunakan kompleks electrofishing ELU-6M, menggunakan arus listrik berdenyut dengan tegangan 450 V dan frekuensi 20 hingga 70 Hz (Aslanov, 1996).
Pada musim gugur tahun 1998, Institut Biologi Perairan Pedalaman dari Akademi Ilmu Pengetahuan Rusia (desa Borok), dengan partisipasi perwakilan dari pengelolaan cekungan Verkhnevolzhrybvod dan Observatorium Geofisika dari Institut Ilmu Pengetahuan Fisika dari Akademi Ilmu Pengetahuan Rusia, melakukan studi komprehensif tentang konsekuensi lingkungan dari penggunaan ELU-6M di Waduk Gorky.
Trawl eksperimental dengan trawl listrik dihidupkan dan dimatikan menunjukkan efisiensi penangkapan ikan trawl listrik yang lebih tinggi dibandingkan dengan penangkapan ikan konvensional. Pengalaman dunia dalam mengoperasikan sistem penangkapan ikan dengan listrik di laut dan air tawar menunjukkan bahwa medan listrik biasanya meningkatkan daya tangkap pukat-hela (trawl) udang sebesar 2-70% (kadang-kadang bahkan lebih dari 200%!) Efek utama dari elektrifikasi pukat-hela (trawl) udang dicapai karena disorientasi ikan, berkurangnya mobilitasnya, munculnya depresi, menggiring ikan dari bawah, menahan ikan yang ditangkap di kantong.
Sejumlah percobaan telah menunjukkan bahwa pukat-hela (trawl) udang listrik mempunyai pengaruh positif terhadap komposisi ukuran ikan yang ditangkap: spesimen yang besar lebih sensitif terhadap pengaruh arus listrik dan lebih besar kemungkinannya untuk dimasukkan ke dalam alat penangkapan ikan.
Para peneliti menemukan bahwa daya tangkap pukat-hela (trawl) udang kembar pada sore dan malam hari dibandingkan siang hari adalah 296-369% lebih tinggi. Paling sering, ikan air tawar perak, pike hinggap, pike, asp, ide, kecoa, dan burbot ditangkap di pukat-hela (trawl) udang listrik; ikan air tawar biru, ikan sabrefish, ikan mas crucian perak, mata putih, bersh, dan suram praktis diabaikan oleh medan listrik yang diinduksi dan tidak tertangkap dalam alat tangkap). Selain itu, ikan mas crucian perak lebih sering diamati pada pukat-hela (trawl) udang konvensional dibandingkan pada pukat-hela (trawl) udang yang dialiri listrik.
Data menarik tentang kelangsungan hidup dan kemampuan berenang ikan setelah terkena medan listrik yang kuat. Pada pengamatan visual siang dan malam permukaan air (Waduk Gorky) pada perairan yang panjangnya lebih dari 15 km di belakang pukat-hela (trawl) udang listrik, tidak ditemukan ikan mati; hanya 2,6% dari total jumlah ikan yang ditangkap mengapung ke permukaan dalam waktu singkat. keadaan anestesi elektronik (asp kecil, sabrefish dan suram). Pemulihan penuh kemampuan berenang ikan terjadi seketika. Selain itu, ikan yang lebih kecil pulih lebih cepat dari paparan medan listrik dibandingkan ikan yang lebih besar. Misalnya, pada anak kuda berukuran 30 sentimeter, pemulihan memerlukan waktu beberapa detik, dan pada anak kuda berukuran 43-47 sentimeter, diperlukan waktu lebih dari 6 menit.
Analisis sampel zooplankton dan zoobenthos menunjukkan tidak adanya efek negatif medan listrik pada invertebrata air (Izvekov dan Lebedeva, 2001).
Sebagian besar data literatur menunjukkan bahwa, jika peraturan penangkapan ikan dan instruksi pengoperasian ELU dipatuhi, medan listrik terutama memiliki efek disorientasi pada ikan dan tidak menyebabkan kematian ikan atau penurunan kemampuan berenang dalam jangka panjang. .
"Pengaruh arus listrik pada ikan dijelaskan oleh perbedaan konduktivitas listrik antara air dan tubuh ikan: yang terakhir ternyata merupakan semacam konduktor yang menghubungkan titik-titik medan listrik dengan potensi berbeda. Arus listrik mengalir melalui konduktor ini dari titik dengan potensi lebih tinggi ke titik dengan potensi lebih rendah. Pada saat yang sama, kekuatan arus sebanding dengan panjang ikan."
Konfirmasi yang agak tidak terduga dari data yang diperoleh ilmuwan Rusia diterima oleh karyawan Institut Biologi Universitas Nasional Dnepropetrovsk (Ukraina). Pada akhir Juli 2003, sekelompok ekspedisi ahli ikan menyaksikan sambaran petir di danau dataran banjir dekat Dnieper. Lima menit kemudian, para ilmuwan sudah berada di tempat kejadian. Medan elektromagnetik kuat yang diinduksi secara instan menempatkan lebih dari 30 ikan air tawar besar (dari 1 hingga 2,2 kg) dan ikan mas kepala besar dengan berat lebih dari 31 kg ke dalam elektronarestesia. Tidak ada ikan kecil, apalagi benih ikan, yang banyak makan di perairan dangkal, di antara ikan-ikan yang terkena dampak baik di permukaan maupun di dasar. Akibatnya, sensitivitas individu besar terhadap medan listrik ternyata jauh lebih tinggi dibandingkan sensitivitas hewan kecil.
Perburuan liar. Peralatan penangkapan ikan listrik industri telah dikembangkan oleh para ilmuwan selama beberapa dekade; nilai ambang batas kekuatan medan listrik, dampak penggunaan pukat-hela (trawl) udang listrik pada sistem perairan, dan rangsangan banyak spesies ikan pada kekuatan medan listrik yang berbeda di dalam air telah ditentukan. bertekad. Hanya setelah penelitian ilmiah yang ketat barulah alat penangkapan ikan semacam ini direkomendasikan untuk digunakan di beberapa perairan alami.
Prinsip pengoperasian “pancing listrik”, yang digunakan oleh pemburu liar, didasarkan pada kekalahan ikan apa pun dengan nilai ambang batas kekuatan medan listrik. "Tackle" terdiri dari jaring pendaratan, yang menghubungkan kabel dari baterai dan konverter transformator, yang meningkatkan pelepasan dari terminal baterai sebanyak 50-150 kali atau lebih. Faktanya, output “pancing listrik” memiliki tegangan hingga 1000-1500 V, radius “kerja”, tergantung pada komposisi garam dan mineral air, hingga 10-12 meter.
Saat alat dinyalakan di dalam air, kuat medan listriknya bisa mencapai 150-250 mV/cm, dan rapat arus di dalam air melebihi 30 μA/mm2. Potensi gradien seperti itu bersifat merusak bagi semua makhluk hidup di bawah air. Sengatan listrik pada ikan menyebabkan kontraksi seketika pada semua otot, akibatnya tulang belakang patah, kantung renang pecah, dan terjadi pendarahan pada organ dalam ikan. Hewan yang tertangkap langsung di episentrum “pancing listrik” akan segera mati; hewan yang berada di pinggiran pada saat tersengat listrik menerima sengatan listrik yang parah dan membeku dalam keadaan pingsan akibat obat-obatan selama beberapa menit. Hingga 70% ikan di pusat gempa mengalami pecah kantung renang dan tenggelam, sehingga menutupi dasar waduk dengan lapisan tebal.
Gambar-gambar seperti itu diamati lebih dari sekali oleh awak kapal selam di waduk Dnieper.
Ngomong-ngomong, ikan-ikan yang cukup beruntung berenang menjauh dari daerah yang terkena dampak dan jaring pemburu tidak memiliki kesempatan untuk bertelur selama beberapa musim karena adanya perlengketan yang terbentuk di saluran genital. Pada bulan Juli 2001, di waduk Dneprodzerzhinsk, nelayan amatir O. Starushenko, S. Zuev, dan R. Novitsky mengambil ikan mas betina seberat 17 kilogram yang sekarat dari permukaan air. Analisis anatomi menunjukkan bahwa ikan tersebut mungkin menjadi korban perburuan listrik: rongga bagian dalam berisi lebih dari 6 kg telur, sehingga ikan tidak dapat bertelur karena perlengketan yang terkenal di saluran telur; banyak pendarahan dicatat pada gonad dan organ lainnya. .
Mengingat kerusakan alam akibat perburuan liar sangat besar dan tidak dapat dihitung secara akurat, maka saat ini “penangkapan ikan” tersebut, menurut peraturan perundang-undangan yang berlaku, disamakan dengan tindak pidana...
R.Novitsky, Kandidat Ilmu Biologi, Profesor Madya dari Departemen Zoologi dan Ekologi Universitas Nasional Dnepropetrovsk. Ahli ikan profesional.
"Olahraga memancing No. 2 - 2004"
Perhatian!
Sebuah artikel dari situs web " Klub memancing Kaliningrad"
2007-02-27 20:24:42
Baik di apartemen maupun di jalan, di tempat kerja dan berlibur di luar kota, kita dikelilingi oleh medan elektromagnetik (EMF) yang tidak terlihat dan hampir tidak terlihat. Perkembangan kehidupan di planet bumi sebagian besar disebabkan oleh faktor lingkungan yang penting ini.
Di antara sistem sensorik (organ indera) ikan yang paling penting, yang meliputi sistem pendengaran, visual, pengecapan, penciuman, taktil, seismosensori, dan indera kimia umum, ada sistem sensorik lain yang tidak kalah pentingnya dalam kehidupan ikan. - sistem elektroreseptor.
Sejak tahun 1960-an, penelitian intensif telah dilakukan di seluruh dunia mengenai pentingnya berbagai macam medan listrik dalam kehidupan ikan. Ketertarikan khusus pada karya-karya ini juga disebabkan oleh fakta bahwa dalam beberapa dekade terakhir paparan ikan terhadap berbagai medan elektromagnetik yang berasal dari buatan telah meningkat tajam. Medan kuat di lingkungan perairan saat ini disebabkan oleh pengoperasian penghalang ikan listrik, penangkapan ikan listrik, selama eksplorasi geofisika kelautan (menggunakan metode penginderaan listrik), “berkat” pengoperasian stasiun radio yang kuat, radar, konverter energi listrik, dan high- saluran listrik tegangan (PTL).
Pekerjaan pertama di bidang elektroresepsi, elektroorientasi, dan sensitivitas ikan terhadap medan elektromagnetik dimulai di Rusia di bawah kepemimpinan V. R. Protasov. Karyanya “Bioelectric field in the life of fish” (1972) memberikan data tentang apa yang disebut ikan listrik lemah dan kuat, mekanisme yang mereka gunakan untuk merasakan medan magnet dan listrik serta signifikansinya dalam kehidupan penghuni bawah air. Studi-studi ini menandai dimulainya arah baru dalam ilmu biologi - elektroekologi.
Semua ikan laut dan air tawar dibagi menjadi 3 kelompok menurut kemampuannya dalam merasakan atau secara mandiri menghasilkan medan listrik: 1) sangat listrik, 2) listrik lemah dan 3) non-listrik, "reguler" jenis.
Sangat listrik spesies (belut listrik air tawar, ikan pari dan lele listrik, pengamat bintang Amerika), yang dalam proses evolusinya telah muncul organ listrik khusus yang menghasilkan medan listrik yang kuat di sekitar tubuh ikan untuk tujuan menyerang atau bertahan. Untuk ikan berlistrik tinggi, kemampuan menghasilkan arus pada organ khusus diperlukan untuk menarik korban, karena medan listrik di sekitar ikan menyebabkan elektrolisis air, air diperkaya dengan oksigen, yang menarik ikan, katak, dan hewan air lainnya ke dalamnya. belut. Selain itu, medan listrik yang kuat dapat membuat korban berada dalam keadaan anestesi elektronik. Aktivitas listrik telah terbukti memudahkan belut untuk bernapas di perairan laut dan rawa: air terurai di dalam tubuh ikan dan darah diperkaya dengan oksigen, dan hidrogen dikeluarkan oleh ikan ke luar. Di perairan non-air, belut menggunakan medan listriknya sendiri sebagai semacam “elektrolocator” untuk mencari korban.
kamu listrik lemah Pada ikan, jaringan penghasil listrik mampu menghasilkan medan listrik berdenyut. Ikan ini menggunakan kemampuannya untuk lokasi dan komunikasi. Ikan air tawar berlistrik lemah mengeluarkan pelepasan yang lemah dan berjangka pendek dengan frekuensi denyut yang konstan. Beberapa ikan herring dan sturgeon juga mampu menggunakan medan listrik. Spesies seperti itu, yang umumnya dikenal oleh para pemancing sebagai rudd, crucian carp, perch, gudgeon, loach, dan pike, memiliki kemampuan mengeluarkan muatan listrik. Dua spesies pertama mengeluarkan pelepasan jangka pendek, hinggap, gudgeon dan loach - durasinya sedang, tombak - pelepasan terpanjang.
Ikan listrik lemah memancarkan sinyal listrik lemah. Pada tahun 1958, R. Lissman menetapkan bahwa mereka menggunakan medan listrik untuk orientasi dan komunikasi di lingkungan perairan.
KE non-listrik, ikan “umum” mencakup sebagian besar spesies. Mereka tidak dapat menghasilkan arus listrik secara mandiri dan memiliki sensitivitas yang sangat rendah terhadap medan listrik dan elektromagnetik. Ikan ini tidak memiliki struktur morfologi khusus untuk persepsi arus listrik dan medan elektromagnetik, sehingga sensitivitasnya terbatas pada persepsi medan dengan kekuatan tidak lebih dari beberapa milivolt per sentimeter.
Oleh karena itu, perlu dibedakan antara 1) ikan yang tidak sensitif (sensitifitas lemah) terhadap medan listrik dan 2) ikan yang sangat sensitif (elektrosensitif), yang memiliki elektroreseptor khusus yang mampu merasakan arus listrik lemah di lingkungan alaminya dengan intensitas mulai dari seperseratus hingga satuan mikrovolt. per sentimeter. Kemampuan merasakan perubahan intensitas medan elektromagnetik di lingkungan perairan membantu ikan ini menemukan mangsa, bernavigasi di ruang angkasa, berkomunikasi dalam kawanan, dan melarikan diri dari zona bahaya saat terjadi bencana alam.
Perwakilan ichthyofauna yang sangat sensitif di waduk kami termasuk ikan sturgeon dan ikan lele. Menariknya, ketika mempelajari tingkat kerentanan berbagai ikan air tawar terhadap pengaruh arus listrik, ternyata tombak memiliki sensitivitas paling besar, tench dan burbot paling kecil, yang dijelaskan dengan adanya lapisan lendir yang tebal di dalamnya. , yang mengurangi kemampuan reseptor kulit untuk merasakan medan listrik yang lemah.
Ilmuwan elektroekologi telah menemukan bahwa setidaknya 300 dari 20,9 ribu spesies ikan modern mampu menggunakan medan listrik dalam kehidupannya. Dan tidak hanya menggunakannya, tetapi juga menghasilkannya “dengan tangan Anda sendiri”! Misalnya pada akhir tahun 1980an – awal tahun 1990an. sekelompok ilmuwan dari Institut Morfologi Evolusioner dan Ekologi Hewan dari Akademi Ilmu Pengetahuan Rusia telah membuktikan bahwa ikan pari Laut Hitam dari genus Raja (rubah laut) dapat mengirimkan dan menerima sinyal listriknya sendiri pada jarak hingga 7-10 meter, yang secara signifikan melebihi kemampuan ikan bertulang rawan ini untuk berkomunikasi menggunakan organ indera jauh lainnya (Baron et al., 1985, 1994).
Persepsi medan listrik (elektromagnetik) oleh ikan. Arus listrik lemah dan medan magnet dirasakan terutama oleh reseptor kulit ikan. Sejumlah penelitian telah menunjukkan bahwa pada hampir semua ikan listrik lemah dan kuat, turunan organ gurat sisi berfungsi sebagai elektroreseptor. Pada hiu dan pari, fungsi elektroreseptif dilakukan oleh apa yang disebut ampulla Lorenzini - kelenjar lendir khusus di kulit.
Medan elektromagnetik yang lebih kuat bekerja langsung pada pusat saraf organisme akuatik.
Ikan listrik lemah memiliki kepekaan yang tinggi terhadap medan listrik, yang memungkinkan mereka menemukan dan membedakan benda-benda di dalam air, menentukan salinitas air, dan menggunakan kotoran ikan lain untuk tujuan informasi dalam hubungan interspesifik dan intraspesifik. Misalnya ikan lele biasa Silurus pandangan memiliki sistem elektroreseptif yang sangat sensitif yang mendeteksi kepadatan arus 10 -10 A/mm, yaitu raksasa sungai mampu merasakan baterai “tipe jari” yang habis dalam jarak 2-4 meter dari dirinya!
Medan listrik arus searah dirasakan oleh ikan dalam bentuk reaksi motorik: bergetar ketika arus dihidupkan dan dimatikan. Jika kekuatan medan meningkat, ikan air tawar mengalami reaksi defensif: ikan menjadi sangat bersemangat dan mencoba berenang menjauh dari zona aksi lapangan. Pada ikan mas crucian, pike, hinggap, minnow, dan sturgeon yang diteliti, ritme pernapasan meningkat tajam. Patut dicatat bahwa untuk spesies ikan yang sama, individu yang lebih besar bereaksi lebih awal dan lebih kuat terhadap arus dibandingkan individu yang lebih kecil.
Jika kekuatan medan terus meningkat, terjadi reaksi anodik (ikan bergerak menuju anoda), setelah itu ikan kehilangan keseimbangan, mobilitas, dan berhenti merespons rangsangan eksternal - terjadi elektronarkosis. Peningkatan kekuatan medan yang lebih besar menyebabkan munculnya sejumlah besar asetilkolin dalam darah ikan, yang menghambat proses pernapasan normal dan aktivitas sistem saraf, yang pada akhirnya menyebabkan kematian ikan (Protasov, 1972).
Arus bolak-balik menyebabkan kegembiraan yang lebih kuat pada ikan dibandingkan arus searah. Setelah pengaruhnya, ikan tidak dapat sadar untuk waktu yang lama - ia berada dalam keadaan elektrohipnosis.
Dalam medan listrik yang berdenyut, perilaku ikan bahkan lebih kompleks dan bervariasi, dan reaksi mereka bergantung pada frekuensi, bentuk, dan durasi denyut.
Organisme akuatik dan saluran listrik tegangan tinggi. Perkembangan energi telah menyebabkan meluasnya distribusi saluran arus bolak-balik tegangan tinggi dengan tegangan 500 kV (yang disebut saluran listrik-500). Mereka membentang berkilo-kilometer, melintasi ladang, pepohonan, padang rumput, dan kolam. Di area saluran listrik selalu terdapat peningkatan latar belakang elektromagnetik, yang menyebabkan dampak yang kuat terhadap flora dan fauna alam. Kuat medan listrik di permukaan bumi atau air di bawah saluran listrik-500 (meskipun jarak kabel 10-15 meter) dapat mencapai 100-150 V/cm (Bondar, Chastokolenko, 1988, dll.)
Saat ini, isu pengaruh jaringan listrik terhadap sistem air masih sangat kurang dipelajari, dan penelitian mengenai masalah ini baru mulai dilakukan pada awal tahun 1980-an. Diketahui bahwa saluran tegangan tinggi, melintasi reservoir alami dan buatan, menginduksi medan listrik dengan besaran berbeda di lingkungan perairan.
Menurut V.R. Protasov (1982), intensitas medan listrik arus bolak-balik yang dihasilkan oleh penyeberangan saluran listrik di udara mencapai 50 mV/cm, penyeberangan bawah air (jalur kabel) - lebih dari 50 mV/cm, dan rapat arus di air mencapai 10 μA/mm 2. Gradien potensial seperti itu dapat menciptakan latar belakang abiotik yang tidak menguntungkan di lingkungan perairan, karena mendekati ambang batas reaksi eksitasi pada sebagian besar ikan non-listrik. Ngomong-ngomong, dengan kepadatan arus seperti itu di reservoir, kematian beberapa hidrobion, misalnya hydra air tawar, dimulai.
Medan elektromagnetik (EMF) yang diciptakan oleh saluran listrik sebanding dengan ambang sensitivitas ikan yang memiliki elektroreseptor. EMF mampu mengusir banyak ikan dan invertebrata dari zona arus listrik yang diinduksi. Saluran listrik bertegangan tinggi dapat menimbulkan bahaya besar di daerah di mana tempat pemijahan spesies ikan berharga berpotongan dan selama pemijahan ikan sturgeon. Misalnya, ikan dayung menunjukkan reaksi penghindaran pada kuat medan listrik 15 μV/cm (Kalmijn, 1974), yaitu bahkan sebelum memasuki zona medan listrik terinduksi.
Namun, ini tidak berarti bahwa semua ikan menghindari perairan yang dilalui kabel listrik. Penulis artikel ini secara pribadi mengamati bagaimana pada musim panas 1995, di kolam stepa besar di wilayah Kirovograd (Ukraina), di lubang yang dalam di bawah kabel listrik-500, seekor tombak dengan berat hampir 10 kg ditangkap, tidak diragukan lagi tinggal di sana. (dan tidak berenang entah dari mana!) Apalagi predatornya adalah salah satu ikan yang paling sensitif terhadap pengaruh arus listrik.
Ketika Anda menjauh dari saluran listrik, kekuatan medan listrik menurun tajam, sehingga kita dapat berbicara tentang zona terbatas pencemaran elektromagnetik pada reservoir yang lebarnya tidak lebih dari 15-20 meter. Meskipun pada skala sungai atau danau besar, zona pengaruh negatif elektromagnetik dapat diukur dalam ratusan meter persegi.
Menurut para ilmuwan Novosibirsk, selama pengoperasian normal saluran listrik di atas kepala, kepadatan arus yang berbahaya bagi ikan hanya dapat dihasilkan oleh saluran listrik 750 dan lebih tinggi (Voitovich, 1998). Saat memasang kabel bawah laut, kuat medan elektromagnetiknya rendah jika fasa-fasanya diletakkan dalam bentuk segitiga di parit yang digali di dasar reservoir (Danilov et al., 1991).
Para ahli dari Novosibirsk mengusulkan untuk meminimalkan dampak negatif pada ichthyocenosis dengan mengurangi daya yang ditransmisikan melalui saluran listrik di atas dan di bawah air selama periode-periode penting kehidupan ikan - selama migrasi pemijahan dan pemijahan; meningkatkan ketebalan layar dan pelindung pada jalur bawah laut kabel triaksial.
Hidrobion dan penangkapan ikan listrik. Di banyak perairan CIS, penangkapan ikan listrik digunakan. Alat penangkapan ikan listrik yang paling produktif adalah pukat-hela (trawl) udang berlistrik, yang selama pengoperasiannya menimbulkan medan elektromagnetik yang signifikan. Pukat-hela (trawl) udang listrik secara sistematis digunakan di waduk Volga Atas (termasuk Gorky dan Rybinsk), di wilayah Kostroma dan Ivanovo.
Pekerjaan tersebut menggunakan kompleks electrofishing ELU-6M, menggunakan arus listrik berdenyut dengan tegangan 450 V dan frekuensi 20 hingga 70 Hz (Aslanov, 1996).
Pada musim gugur tahun 1998, Institut Biologi Perairan Pedalaman dari Akademi Ilmu Pengetahuan Rusia (desa Borok), dengan partisipasi perwakilan dari pengelolaan cekungan Verkhnevolzhrybvod dan Observatorium Geofisika dari Institut Ilmu Pengetahuan Fisika dari Akademi Ilmu Pengetahuan Rusia, melakukan studi komprehensif tentang konsekuensi lingkungan dari penggunaan ELU-6M di Waduk Gorky.
Trawl eksperimental dengan trawl listrik dihidupkan dan dimatikan menunjukkan efisiensi penangkapan ikan trawl listrik yang lebih tinggi dibandingkan dengan penangkapan ikan konvensional. Pengalaman dunia dalam mengoperasikan sistem penangkapan ikan dengan listrik di laut dan air tawar menunjukkan bahwa medan listrik biasanya meningkatkan daya tangkap pukat-hela (trawl) udang sebesar 2-70% (kadang-kadang bahkan lebih dari 200%!) Efek utama dari elektrifikasi pukat-hela (trawl) udang dicapai karena disorientasi ikan, berkurangnya mobilitasnya, munculnya depresi, menggiring ikan dari bawah, menahan ikan yang ditangkap di kantong.
Sejumlah percobaan telah menunjukkan bahwa pukat-hela (trawl) udang listrik mempunyai pengaruh positif terhadap komposisi ukuran ikan yang ditangkap: spesimen yang besar lebih sensitif terhadap pengaruh arus listrik dan lebih besar kemungkinannya untuk dimasukkan ke dalam alat penangkapan ikan.
Para peneliti menemukan bahwa daya tangkap pukat-hela (trawl) udang kembar pada sore dan malam hari dibandingkan siang hari adalah 296-369% lebih tinggi. Paling sering, ikan air tawar perak, pike hinggap, pike, asp, ide, kecoa, dan burbot ditangkap di pukat-hela (trawl) udang listrik; ikan air tawar biru, ikan sabrefish, ikan mas crucian perak, mata putih, bersh, dan suram praktis diabaikan oleh medan listrik yang diinduksi dan tidak tertangkap dalam alat tangkap). Selain itu, ikan mas crucian perak lebih sering diamati pada pukat-hela (trawl) udang konvensional dibandingkan pada pukat-hela (trawl) udang yang dialiri listrik.
Data menarik tentang kelangsungan hidup dan kemampuan berenang ikan setelah terkena medan listrik yang kuat. Pada pengamatan visual siang dan malam permukaan air (Waduk Gorky) pada perairan yang panjangnya lebih dari 15 km di belakang pukat-hela (trawl) udang listrik, tidak ditemukan ikan mati; hanya 2,6% dari total jumlah ikan yang ditangkap mengapung ke permukaan dalam waktu singkat. keadaan anestesi elektronik (asp kecil, sabrefish dan suram). Pemulihan penuh kemampuan berenang ikan terjadi seketika. Selain itu, ikan yang lebih kecil pulih lebih cepat dari paparan medan listrik dibandingkan ikan yang lebih besar. Misalnya, pada anak kuda berukuran 30 sentimeter, pemulihan memerlukan waktu beberapa detik, dan pada anak kuda berukuran 43-47 sentimeter, diperlukan waktu lebih dari 6 menit.
Analisis sampel zooplankton dan zoobenthos menunjukkan tidak adanya efek negatif medan listrik pada invertebrata air (Izvekov dan Lebedeva, 2001).
Sebagian besar data literatur menunjukkan bahwa, jika peraturan penangkapan ikan dan instruksi pengoperasian ELU dipatuhi, medan listrik terutama memiliki efek disorientasi pada ikan dan tidak menyebabkan kematian ikan atau penurunan kemampuan berenang dalam jangka panjang. .
MENYISIPKAN. Pengaruh arus listrik pada ikan dijelaskan oleh perbedaan konduktivitas listrik air dan tubuh ikan: yang terakhir ternyata merupakan semacam konduktor yang menghubungkan titik-titik medan listrik dengan potensi berbeda. Arus listrik mengalir melalui penghantar ini dari titik yang potensialnya lebih tinggi ke titik yang potensialnya lebih rendah. Dalam hal ini kuat arus sebanding dengan panjang ikan.
Konfirmasi yang agak tidak terduga dari data yang diperoleh ilmuwan Rusia diterima oleh karyawan Institut Biologi Universitas Nasional Dnepropetrovsk (Ukraina). Pada akhir Juli 2003, sekelompok ekspedisi ahli ikan menyaksikan sambaran petir di danau dataran banjir dekat Dnieper. Lima menit kemudian, para ilmuwan sudah berada di tempat kejadian. Medan elektromagnetik kuat yang diinduksi secara instan menempatkan lebih dari 30 ikan air tawar besar (dari 1 hingga 2,2 kg) dan ikan mas kepala besar dengan berat lebih dari 31 kg ke dalam elektronarestesia. Tidak ada ikan kecil, apalagi benih ikan, yang banyak makan di perairan dangkal, di antara ikan-ikan yang terkena dampak baik di permukaan maupun di dasar. Akibatnya, sensitivitas individu besar terhadap medan listrik ternyata jauh lebih tinggi dibandingkan individu “kecil”.
Perburuan liar. Peralatan penangkapan ikan listrik industri telah dikembangkan oleh para ilmuwan selama beberapa dekade; nilai ambang batas kekuatan medan listrik, dampak penggunaan pukat-hela (trawl) udang listrik pada sistem perairan, dan rangsangan banyak spesies ikan pada kekuatan medan listrik yang berbeda di dalam air telah ditentukan. bertekad. Hanya setelah penelitian ilmiah yang ketat barulah alat penangkapan ikan jenis ini direkomendasikan untuk digunakan beberapa waduk alami.
Prinsip pengoperasian “pancing listrik”, yang digunakan oleh pemburu liar, didasarkan pada kekalahan ikan apa pun dengan nilai ambang batas kekuatan medan listrik. "Tackle" terdiri dari jaring pendaratan, yang menghubungkan kabel dari baterai dan konverter transformator, yang meningkatkan pelepasan dari terminal baterai sebanyak 50-150 kali atau lebih. Faktanya, output “pancing listrik” memiliki tegangan hingga 1000-1500 V, radius “kerja”, tergantung pada komposisi garam dan mineral air, hingga 10-12 meter.
Saat alat dinyalakan di dalam air, kuat medan listriknya bisa mencapai 150-250 mV/cm, dan rapat arus di dalam air melebihi 30 μA/mm2. Potensi gradien seperti itu bersifat merusak bagi semua makhluk hidup di bawah air. Sengatan listrik pada ikan menyebabkan kontraksi seketika pada semua otot, akibatnya tulang belakang patah, kantung renang pecah, dan terjadi pendarahan pada organ dalam ikan. Hewan yang tertangkap langsung di episentrum “pancing listrik” akan segera mati; hewan yang berada di pinggiran pada saat tersengat listrik menerima sengatan listrik yang parah dan membeku dalam keadaan pingsan akibat obat-obatan selama beberapa menit. Hingga 70% ikan di pusat gempa mengalami pecah kantung renang dan tenggelam, sehingga menutupi dasar waduk dengan lapisan tebal.
Gambar-gambar seperti itu diamati lebih dari sekali oleh awak kapal selam di waduk Dnieper.
Ngomong-ngomong, ikan-ikan yang cukup beruntung berenang menjauh dari daerah yang terkena dampak dan jaring pemburu tidak memiliki kesempatan untuk bertelur selama beberapa musim karena adanya perlengketan yang terbentuk di saluran genital. Pada bulan Juli 2001, di waduk Dneprodzerzhinsk, nelayan amatir O. Starushenko, S. Zuev, dan R. Novitsky mengambil ikan mas betina seberat 17 kilogram yang sekarat dari permukaan air. Analisis anatomi menunjukkan bahwa ikan tersebut mungkin menjadi korban perburuan listrik: rongga bagian dalam berisi lebih dari 6 kg telur, sehingga ikan tidak dapat bertelur karena perlengketan yang terkenal di saluran telur; banyak pendarahan dicatat pada gonad dan organ lainnya. .
Mengingat kerusakan alam akibat perburuan liar sangat besar dan tidak dapat dihitung secara akurat, maka saat ini “penangkapan ikan” tersebut, menurut peraturan perundang-undangan yang berlaku, disamakan dengan tindak pidana...
