Cá chình điện hay còn được gọi là lươn điện (Electrophorus electricus), là một loài cá nước ngọt duy nhất được biết đến với cách săn mồi phóng điện vô cùng đặc biệt.
Xem thêm:
Lượn điện thường được tìm thấy tại phía đông bắc của Nam Mỹ, chúng thường xuất hiện trên các con sông như Guyanas, Orinoco và cả lưu vực sông Amazon.
Mô tả
Lươn điện có thân hình trụ dài, với chiều dài trung bình khoảng 2m và nặng khoảng 20kg. Thân không vảy, da có màu xám nâu đậm ở thân trên, màu vàng hoặc màu cam dưới bụng. Lươn điện cái trưởng thành sẽ có màu sậm hơn phía dưới bụng. Chúng có miệng dạng vuông, hai vây ngắn ở cuối hai bên đầu. Ngoài ra nó còn có thêm một vây bên dưới, kéo dài từ hậu môn đến cuối đuôi, được sử dụng như một phương tiện vận động.
Các cơ quan quan trọng của lươn đều nằm ở 20% phần phía trước của cơ thể. Phần phía sau chứa các cơ quan điện. Lươn điện có mang nhưng đây không phải là nguồn cung cấp oxy chính cho cơ thể.
Môi trường sống
Lươn điện cư ngụ chủ yếu ở đáy bùn, tại các vùng nước ứ đọng của sông, suối, chúng cũng xuất hiện cả ở đầm lầy, lạch và các vùng ven biển. Tuy nhiên chúng phải thường xuyên xuất hiện ở bề mặt nước cứ khoảng 10 phút một lần để hô hấp, có tới 80% lượng oxy được chúng sử dụng được lấy thông qua phương pháp này.
Và cũng chính nhờ vậy mà lươn điện có thể tồn tại thoải mái trong môi trường nước có nồng độ oxy thấp.
Lươn điện săn mồi
Để tìm con mồi, Lươn điện sử dụng một cơ quan đặc biệt, được gọi là Sachs. Cơ quan này truyền tín hiệu xung yếu. Một khi con mồi được tìm thấy, lươn điện sẽ sử dụng dòng điện lớn hơn nhiều để làm con mồi tê liệt.
Khi dòng điện phóng ra không giết chết con mồi, mà chỉ làm cho nó choáng váng. Cá chình không có một hàm răng tốt, điều này sẽ rất khó khăn để ăn một con cá đang còn sống. Và khi con mồi bị tê liệt thì lươn điện chỉ việc há miệng và hút con mồi dễ dàng.
Lươn điện có ba cơ quan bụng có thể sản xuất điện: Cơ quan chính, Hunter và Sach`s. Cơ quan chính có thể tạo ra dòng điện lên đến 600V với tần số lên đến vài trăm Hz là bộ phận cơ thể tạo ra điện mạnh nhất. Trong khi cơ quan Sach tạo ra dòng điện thấp khoảng 10 V với tần số cao nhất là 25 Hz và cơ quan Hunter có thể tạo ra dòng điện mạnh và yếu tùy theo vị trí vùng phía trước hay vùng phía sau.
Các cơ quan tạo ra điện bao gồm nhiều đơn vị tế bào được gọi là electrocyte mà mỗi một đơn vị electrocyte là một tế bào có nhiều nhân. Electrocyte của cơ quan chính và Sach có hình dạng như dải băng lớn: dài khoảng 4 cm, rộng 1,5 mm và dày 80 µm.
Electrocyte của Hunter thì tách nhau rõ rệt hơn và thường to hơn ở cơ quan chính và Sach. Chúng sắp xếp theo kiểu tế bào này nối tiếp tế bào kia trên một đường thẳng tạo thành những dãy dài suốt theo chiều dài thân của cá chình .
Thông thường, mỗi tế bào sống đều tạo ra tích điện nhỏ. Khi các ion dương như Na+, K+, Ca2+ di chuyển ra ngoài tế bào, thì bên ngoài tế bào sẽ mang điện tích dương hơn so với bên trong tế bào. Các ion này có thể quay lại bên trong tế bào để trung hòa điện tích.
Tuy nhiên, tế bào sử dụng năng lượng hóa học để duy trì việc bơm các ion dương ra ngoài tế bào. Đây được gọi là điện thế nghỉ của tế bào, thường có giá trị khoảng -0,085 V (âm hơn so với môi trường).
Về cơ chế phân tử, cá chình điện có được khả năng phóng điện là do sự biểu hiện vượt trội một số loại protein, đặc biệt là hệ thống protein màng như thụ thể cho acetylcholine, các kênh ion K+, Na+ và các enzyme như ATPase cung cấp năng lượng cho sự duy trì điện thế màng cũng như vận chuyển các ion qua màng khi tế bào bị kích thích.
Vì thế, các mô phát ra điện của loài này thường là nguồn để tách các loại protein vận chuyển điện tích. Ngoài ra, một câu hỏi luôn được mọi người thắc mắc, tại sao bản thân các chình điện không bị điện giật khi chúng phát ra điện. Câu hỏi này hiện vẫn chưa có lời giải đáp. Nhưng nhiều giả thuyết cho rằng khi phát ra dòng điện bản thân cá chình cũng bị co giật, nhưng chúng có cơ chế để giảm tổn thương bởi dòng điện do chính bản thân gây ra.
Cơ quan Sachs là nguồn thông tin chính giữa E. electricus. Cơ quan này truyền tín hiệu yếu, chỉ khoảng 10V trong biên độ. Những tín hiệu này được sử dụng trong giao tiếp cũng như định hướng, hữu ích không chỉ để tìm con mồi mà còn đóng vai trò quan trọng trong việc tìm kiếm và chọn bạn đời.
Mặc dù lươn điện có thể là loài hung hăng, nhưng thực tế không phải vậy, chúng chỉ sử dụng nguồn điện mạnh khi tự vệ và tấn công con mồi. Chúng là loài sống về đêm trong các vùng nước tăm tối, và thị lực thì khá kém, nên nhiều khi chúng phóng ra các dòng điện yếu để thăm dò các vật lạ.
Lượng điện mà chúng tạo ra đủ năng lượng để có thể làm choáng váng bất kỳ sinh vật và kích thước nào. Con người nếu vô tình bị loài lươn này tấn công, tuy lượng điện không đủ giật chết người, nhưng khả năng bị chết đuối là rất cao.
Sinh sản
Lươn điện sinh sản vào mùa khô. Những quả trứng được đẻ trong một tổ làm bằng nước bọt của lươn bố. Một tổ trung bình có khoảng 1200 – 3000 trứng. Sau khi lươn mẹ đẻ xong, lươn bố sẽ có nhiệm vụ canh giữ và bảo vệ những quả trứng và lươn con.
Sự phát triển các bộ phận có thể tạo ra nguồn điện, được bắt đầu rất sớm sau khi sinh. Lúc kích thước cơ thể mới chỉ khoảng 15mm, các cơ quan đã có thể tạo ra các dòng điện yếu, và dòng điện mạnh sẽ được thực hiện khi cơ thể đạt khoảng 40mm.
Hiện trạng bảo tồn
Lươn điện hầu như không có giá trị kinh tế đối với con người, phần vì chúng khá nguy hiểm do khả năng tạo ra điện, nguồn điện này có thể vẫn còn hoạt động đến 8 giờ sau khi chết. Tuy nhiên một số thổ dân Amazon vẫn săn bắt chúng để làm thực phẩm. Hiện tại con người, báo đốm và cá sấu caiman là những kẻ thù duy nhất đối với tuyệt tác tiến hoá này. Được biết chúng là loài có ít mối quan tâm.
Tuổi thọ
Tuổi thọ của lươn điện trong tự nhiên chưa được biết rõ, nhưng trong điều kiện nuôi nhốt lươn đực có thể sống từ 10 đến 15 năm, lươn điện cái có tuổi thọ dài hơn khoảng từ 12 đến 22 năm.
