电鳗如何杀死一匹马

电鳗会电晕自己的猎物早就不是什么新鲜事了。但直到不久前，电鳗的攻击原理以及电击如何让猎物一动不动还是一个谜。 （环球科学供图/图）

（本文首发于2019年5月2日《南方周末》）

经过多年研究，科学家终于解开了电鳗用电的秘密：电不仅仅是制服猎物的武器，还能让猎物无处藏身。

几百年前就有记录表明电鳗能电晕猎物。不过，除非你在“企业号”(Enterprise，电影《星际迷航》中的太空战舰)上负责安保工作，否则你可能并不了解“电晕”这个词的准确含义。电鳗发动攻击时到底发生了什么?令人惊讶的是，直到最近，生物学家对电鳗仍知之甚少。我原本没打算研究电鳗，并且也从没想过有朝一日我会为了科学用自己的胳膊做实验。但是，作为美国范德堡大学的生物学教授，我教的就是带电动物。为了让课堂更加生动，我把一些电鳗带到实验室，打算拍摄一些新照片和慢动作录像。就在那时，我发现了一些奇怪的现象。

当电鳗用高压电攻击一条鱼时，电鳗附近的鱼在3毫秒内全都“石化”了，就好像是它们变成了一个个小雕塑，静止不动地漂在水中。一开始，我以为它们都被电死了。但是，当电鳗没能抓住猎物并停止释放高压电后，这些鱼就立马“解冻”，然后全速游开了。也就是说，电鳗的影响是暂时的。我被这一现象吸引了，特别想弄明白这到底是怎么回事儿。我想到和电鳗最像的，就是美国警察执法时使用的泰瑟枪(Tas-er，又称“电休克枪”)。泰瑟枪会干扰人体神经系统控制肌肉的能力，进而导致神经肌肉丧失功能。泰瑟枪通过电线传输短暂的高压电流脉冲，每秒达19次。不同的是，由于水可以导电，因此电鳗并不需要电线。在其他方面，电鳗和泰瑟枪还有很多共性:电鳗能发出只持续约2毫秒的脉冲，并且可以每秒连续放电四百多次——这可比泰瑟枪快多了。那么是否可以说，电鳗只是会游泳的增强版泰瑟枪?

为了回答这个问题，我开始了一项为期3年的研究，希望揭示电鳗的攻击原理及电鳗电击对电鳗自身和猎物的影响。每一次观察，我都会惊叹于电鳗操控电流的精湛技艺。这让我意识到，相比自然界的鬼斧神工，人类的发明或许只是小儿科。

用电的猎手

你或许没想到，电鳗并不是一种鳗鱼，而是属于电鳗科(Gym-notidae)。电鳗科的其他鱼类只能放出很微弱的电流，用来感知周围环境以及彼此交流。在演化过程中，电鳗的放电能力不断增强。电鳗的发电器官遍布全身(电鳗体长可达1.8米，体重超过18千克)，正因为如此，它们能产生最高可达600伏特的电压。电鳗的发电器官由数千个特殊的圆盘形细胞组成，也就是发电细胞(electrocyte)，它们像电池一样可以存储和释放电能。

为了研究电鳗的攻击原理与泰瑟枪是否一致，我需要观察电鳗是如何捕猎的。我利用电鳗嗜好蚯蚓这一特性设计了一个实验。首先，我把电鳗和一条死鱼(它的神经和肌肉仍可正常工作)放在水缸中，二者被一块挡板隔开，但电流可以通过挡板。同时，水缸旁边还有一台设备能够检测死鱼的肌肉收缩。接下来，我用蚯蚓喂食电鳗，电鳗很开心地先电晕它们再吃掉。这样一来，我就可以测量鱼的肌肉对电鳗捕猎时释