電鰻如何殺死一匹馬

電鰻會電暈自己的獵物早就不是什么新鮮事了。但直到不久前，電鰻的攻擊原理以及電擊如何讓獵物一動不動還是一個謎。 （環球科學供圖/圖）

（本文首發于2019年5月2日《南方周末》）

經過多年研究，科學家終于解開了電鰻用電的秘密：電不僅僅是制服獵物的武器，還能讓獵物無處藏身。

幾百年前就有記錄表明電鰻能電暈獵物。不過，除非你在“企業號”(Enterprise，電影《星際迷航》中的太空戰艦)上負責安保工作，否則你可能并不了解“電暈”這個詞的準確含義。電鰻發動攻擊時到底發生了什么?令人驚訝的是，直到最近，生物學家對電鰻仍知之甚少。我原本沒打算研究電鰻，并且也從沒想過有朝一日我會為了科學用自己的胳膊做實驗。但是，作為美國范德堡大學的生物學教授，我教的就是帶電動物。為了讓課堂更加生動，我把一些電鰻帶到實驗室，打算拍攝一些新照片和慢動作錄像。就在那時，我發現了一些奇怪的現象。

當電鰻用高壓電攻擊一條魚時，電鰻附近的魚在3毫秒內全都“石化”了，就好像是它們變成了一個個小雕塑，靜止不動地漂在水中。一開始，我以為它們都被電死了。但是，當電鰻沒能抓住獵物并停止釋放高壓電后，這些魚就立馬“解凍”，然后全速游開了。也就是說，電鰻的影響是暫時的。我被這一現象吸引了，特別想弄明白這到底是怎么回事兒。我想到和電鰻最像的，就是美國警察執法時使用的泰瑟槍(Tas-er，又稱“電休克槍”)。泰瑟槍會干擾人體神經系統控制肌肉的能力，進而導致神經肌肉喪失功能。泰瑟槍通過電線傳輸短暫的高壓電流脈沖，每秒達19次。不同的是，由于水可以導電，因此電鰻并不需要電線。在其他方面，電鰻和泰瑟槍還有很多共性:電鰻能發出只持續約2毫秒的脈沖，并且可以每秒連續放電四百多次——這可比泰瑟槍快多了。那么是否可以說，電鰻只是會游泳的增強版泰瑟槍?

為了回答這個問題，我開始了一項為期3年的研究，希望揭示電鰻的攻擊原理及電鰻電擊對電鰻自身和獵物的影響。每一次觀察，我都會驚嘆于電鰻操控電流的精湛技藝。這讓我意識到，相比自然界的鬼斧神工，人類的發明或許只是小兒科。

用電的獵手

你或許沒想到，電鰻并不是一種鰻魚，而是屬于電鰻科(Gym-notidae)。電鰻科的其他魚類只能放出很微弱的電流，用來感知周圍環境以及彼此交流。在演化過程中，電鰻的放電能力不斷增強。電鰻的發電器官遍布全身(電鰻體長可達1.8米，體重超過18千克)，正因為如此，它們能產生最高可達600伏特的電壓。電鰻的發電器官由數千個特殊的圓盤形細胞組成，也就是發電細胞(electrocyte)，它們像電池一樣可以存儲和釋放電能。

為了研究電鰻的攻擊原理與泰瑟槍是否一致，我需要觀察電鰻是如何捕獵的。我利用電鰻嗜好蚯蚓這一特性設計了一個實驗。首先，我把電鰻和一條死魚(它的神經和肌肉仍可正常工作)放在水缸中，二者被一塊擋板隔開，但電流可以通過擋板。同時，水缸旁邊還有一臺設備能夠檢測死魚的肌肉收縮。接下來，我用蚯蚓喂食電鰻，電鰻很開心地先電暈它們再吃掉。這樣一來，我就可以測量魚的肌肉對電鰻捕獵時釋