Elektrikli Yılan Balığı Nasıl Elektrik Üretir?

Elektrik çağı olarak bilinen 18. ve 19. yüzyıllarda, elektrik ve manyetizma alanında birçok keşif yapılmıştır. Bu keşiflerden biri de elektrikli yılan balıklarıyla ilgilidir.

Luigi Galvani, hayvanlar üzerinde yaptığı çalışmalar sırasında, hayvansal elektriği keşfetmiş ve bu keşif sonrasında elektrikli yılan balıklarını da araştırmaya dahil etmiştir. Bu balıklar, suyun altındayken bile muazzam elektrik üretme kapasitesine sahiptirler. Aynı dönemde Alessandro Volta, modern pilin ilk halini geliştirirken, Michael Faraday da elektrik ve manyetizma arasındaki ilişkiyi açıklamıştır. Elektrikli yılan balıklarının keşfi, bu dönemde yapılan araştırmaların bir parçasıdır ve elektrik ve manyetizma alanında daha fazla keşfin yapılmasına yardımcı olmuştur. 

Elektrikli yılan balığı kaç volt elektrik üretir, türleri ve diğer özellikleri hakkında merak ettiklerinizi içerikte bulabilirsiniz.

Elektrikli Yılan Balığı Anında Nasıl Yüksek Volt Elektrik Üretir?

Yılan balıkları, kendilerini savunmak ve avlanmak için özel bir yetenek olan elektrik üretme kabiliyetine sahiptir. Bu özelliği sağlayan organları elektroksit adı verilen özel organlardır. Elektrositler, potasyum ve sodyum iyonlarından oluşan hücrelerdir ve derişim farkı nedeniyle potasyum iyonları hücrenin dışına doğru taşınır. Bu durum, hücrenin içi negatif, hücre dışı pozitif yüklü olduğu anlamına gelir. Beyinden gelen sinyaller ile uyarılan elektrositler, hücre zarlarını açarak sodyum iyonlarının hücre içine girmesini sağlar. Bu durum hücre içinde elektrik yük değişimi yaratır ve sonuç olarak da elektrik akımı oluşur. Binlerce elektrosit hücresi eşzamanlı olarak çalıştığında ise 600 volt civarında bir elektrik akımı üretilir. Bu özellik yılan balıklarının hayatta kalma mücadelesinde önemli bir avantaj sağlamaktadır.

Elektrikli yılan balığının elektrik üretimi, elektrik organı adı verilen özel bir organda gerçekleşir. Bu organ, yılan balığının vücudunun alt kısmında uzanan uzun bir yapıdır ve binlerce elektrofila adı verilen hücreden oluşur. Elektrofiller, özelleşmiş hücrelerdir ve her biri negatif yüklü iyonlar (elektrik yükü taşıyan atomlar) biriktirebilir. Elektrik üretimi, elektrik organındaki elektrofillerin sinir sistemi tarafından kontrol edilen bir dizi işlemle gerçekleşir. Yılan balığı, kaslarını kasarak elektrofilleri sırayla aktive eder. Aktif hücreler, hızla pozitif yüklü sodyum iyonlarını içlerine çeker ve daha fazla negatif yük biriktirirler. Bu süreç, hücre içinde ve dışında oluşan elektrik potansiyel farkı nedeniyle elektrofillerin elektriksel olarak yüklü hale gelmesine yol açar.

Elektrofiller, elektrik organında özel bir düzenlemeye sahiptir. İyon biriktiren elektrofiller, elektrik organının baş tarafında yoğunlaşır. Diğer taraftan, elektrik organının sonundaki elektrofiller, yükü düşük olan bölgeyi oluşturur. Bu yapı, elektrik organının iki tarafı arasında bir voltaj farkı oluşmasını sağlar.

Elektrik organının bir voltaj farkı oluşturmasının yanı sıra, yılan balığı aynı zamanda bir elektrik devresi gibi çalışan vücut yapısına da sahiptir. Elektrik organındaki pozitif yüklü elektrofiller, negatif yüklü elektrofillerle bağlantıya geçer. Bu bağlantılar, yılan balığının vücudunda elektrik akımının dolaşmasını sağlar.

Yılan balığı, avını veya tehdit olarak gördüğü bir hedefi algıladığında, sinir sistemi elektrik organını uyaran elektrik sinyalleri gönderir. Elektrofiller hızla aktive olur ve negatif yük biriktirmeye başlar. Bu süreç hücrelerin elektrik potansiyel farkını arttırarak elektrik akımının hızla yükselmesine ve yüksek voltajlı bir şok üretilmesine yol açar.

Üretilen Elektrik Balığı Kendisine Nasıl Zarar Vermiyor?

Yılan balıklarının vücutlarında bulunan ve elektrik üreten özel hücreler balığın vücudunun diğer bölgelerinden ayrıdır. Bu sebeple bu hücreler diğer dokulara zarar vermemek için izole edilmiş durumdadır. Öte yandan elektrik organları, vücudun diğer bölümlerinden farklı olarak daha düşük bir dirençle çalışır. Böylece elektrik, sadece bu organlar arasında akar ve diğer dokulara zarar vermez.

Üretilen elektriğin yılan balığının kendisine zarar vermemesinin diğer bir nedeni de bu balıkların elektrik sinyallerini algılamak için özel duyu organlarına sahip olmalarıdır. Bu özel algılama organları, ürettikleri elektrik sinyallerinden kendilerini korumak için yeterli seviyede uyarılır. Tüm bu özellikler sayesinde üretilen elektrik balığı kendisine zarar vermez.

Elektrikli Yılan Balığının Türleri

Elektrikli yılan balıkları, dünya üzerinde tatlı su ortamlarında yaşayabilen balık familyalarından biridir. Dünya üzerinde en yaygın olan türleri ve özellikleri şu şekilde özetlenebilir:

• Electrophorus Electricus: Güney Amerika nehirlerinde yaşayan bu elektrikli yılan balığı türü ortalama 2 ile 2,5 metre uzunluğuna ulaşabilir ve 20-25 kg ağırlığındadır. Elektrik üretimi açısından oldukça etkilidir. Öyle ki tek bir şokla 600 Volt'a kadar çıkabilen yüksek bir voltaj sağlayabilir. Balığın vücudunda bulunan elektroplax adı verilen özel hücreler sayesinde düşük frekanslı elektrik alanlarını algılayabilme yeteneğine sahiptir. 
• Campylomormyrus Tamandua: Afrika Elektrikli Yılan Balığı olarak tanınan bu tür, Afrika'nın tatlı su nehirlerinde yaşar. Diğer türlere göre daha küçük boyutlarda olan elektrik üretici bir balıktır. Ortalama 15-20 cm uzunluğu ulaşabilir ve 50-60 gram ağırlığındadır. Elektrik üretim voltajı, diğer balıklara göre daha düşük seviyededir.
• Gymnotus Carapo: Güney Amerika Bıçak Yılan Balığı, Güney Amerika'nın tatlı su nehirlerinde yaşar. Ortalama olarak 30-40 cm uzunluğunda ve 300-400 gram ağırlığındadır. Elektrik üretimi, diğer türlere göre nispeten daha düşük seviyede olsa da yine de 200 Volt'a kadar elektrik üretebilirler.

Elektrikli Yılan Balığı Nerede Yaşar?

Elektrikli yılan balıkları genellikle tatlı su balıklarıdır. Genellikle sulak alanlar, bataklıklar, nehirler ve göletler gibi sakin akan sularda yaşamayı tercih ederler.

Su kalitesi, besinler ve yaşam koşulları bakımından nehirlerde sıklıkla bulunurlar. Su akışının hızlı olduğu alanlarda bu balıklara pek rastlanmaz. Yaşam alanlarındaki su sıcaklığının 23 ile 28 derece arasında olması gerekir.

Elektrikli yılan balığının yaşama ortamları sıklıkla büyük ve sakin sulardır. Bu su yapıları bulanık ve oksijen miktarı düşükse daha iyi adapte olabilirler. Bu özelliklerin yer aldığı Guyana, kuzeydoğu Brezilya, Kolombiya, Ekvador, Peru ve Surinam, Orinoco Nehri havzası, Trinidad ve Tobago adaları ve kuzeybatı Venezuela ülkelerinde görülürler.

Hem tatlı suyun olmaması hem de coğrafi konum su sıcaklığının düşük olması sebebiyle Türkiye'de elektrikli yılan balığına rastlanmaz. Ekvator üzerindeki sıcak tatlı sular haricindeki bazı ülkelerde akvaryumlarda veya özel tesislerde yetiştirilir ve sergilenebilirler.

Elektrikli Yılan Balığının Özellikleri

Elektrikli yılan balığı, etçil bir beslenme alışkanlığına sahiptir. Genellikle küçük balıklar, kurbağalar, yengeçler, kabuklu deniz hayvanları ve bazı böceklerle beslenirler. Büyük avlarını öldürmek ve parçalamak için elektrik şokları kullanırlar.

Beslenme tarzı bakımından diğer balıklar gibi yüzgeçleri ile yüzerek avlanmazlar. Yavaşça hareket ederek çevrelerindeki canlıları tespit ederler ve elektrik şoklarını kullanarak avlarını yakalarlar. Oluşturdukları elektrik şokları, avın kaslarını felç eder. Böylece yılan balığı kolayca avını yakalayabilir.

Elektrikli yılan balığı, insanlar tarafından yenilmeyen bir balık türüdür. Bu nedenle özellikle ticari olarak avlanmayan ve tüketilmeyen balıklar arasındadır. Bazı araştırmalar elektrikli yılan balığı etinin tüketilmesinin insan sağlığına zarar verebileceğini öne sürer. Bu araştırmalar, elektrikli yılan balığının vücudunda biriken cıva, arsenik ve diğer ağır metaller nedeniyle oluşabilecek sağlık risklerine odaklanır.

Örneğin, 2010 yılında yayınlanan bir çalışma, Brezilya'da yaşayan insanların vücutlarındaki cıva düzeylerinin, düzenli olarak elektrikli yılan balığı tüketenlerde daha yüksek olduğunu göstermiştir. Diğer yandan bu çalışma aşırı cıva tüketiminin sinir sistemi, böbrek fonksiyonları ve çocuk gelişimi gibi konularda olumsuz etkileri olabileceğini de belirtmiştir.

Benzer şekilde, 2019 yılında yapılan başka bir çalışma Amazon havzasında yaşayan elektrikli yılan balığının cıva seviyelerinin, günlük maruz kalma limitlerinin çok üzerinde olduğunu ortaya koymuştur. Ayrıca bu çalışma, elektrikli yılan balığı tüketimini sınırlandırmak veya tamamen durdurmak gibi önlemler alınması gerektiği sonucuna da varmıştır.

Elektrikli yılan balığı konusunu ilk kez duyanların merak ettiği hususlardan biri de bu balıkların elle tutulup tutulamayacağıdır. Normal şartlar altında elektrikli yılan balıkları elle tutulabilir ancak elektrik şokları verebileceği ihtimaline karşı bu balık türlerini inceleyen bilim insanları özel ekipmanlar kullanır. Sadece elektrik şokları değil aynı zamanda bazı türleri oldukça keskin dişlere ve ağız yapılarına sahiptir. Bu sebeple yaralanmaları önlemek için uygun koruyucu ekipmanlar kullanılır.

Genel olarak yılan balıkları hassas ve kolay stres olabilen canlılardır. Bu nedenle elle tutulduklarında dikkatli ve nazik davranılmalıdır. Yılan balıklarının birçok türü elde tutulmaktan hoşlanmaz ve kendilerini savunmak için dişlerini ve/veya elektrik şoklarını kullanabilir. Elektrikli yılan balığı hakkında fazla duyulmayan ilginç bilgilerden biri de solunum yaparken elektrik üretebilen tek canlı olmasıdır. Diğer elektrik üreten hayvanlar sadece, solunum yapmadan önce ürettiği elektrik enerjisini kullanabilirler.

Elektrikli yılan balığının genleri, bilim insanlarının elektriksel hücrelerin nasıl çalıştığını anlamalarına yardımcı olabilir. Bu bilgi, gelecekte yeni elektrik jeneratörleri veya hücrelerin tedavisinde kullanılabilir. Diğer yandan elektrik üreten organlar, balığın beyinlerinden bile daha büyüktür ve yaklaşık olarak yüzde 20'lik bir vücut ağırlığına sahiptir. Elektrikli yılan balıklarının elektrik üretme ve bu oluşan şoku verme gücü, su sıcaklığına bağlı olarak değişebilir. Soğuk su balığın elektrik üretim kapasitesini azaltırken; sıcak su daha yüksek voltajlar üretmelerine yardımcı olur.

Elektrik Üretebilen Başka Canlılar da Var mı? 

Elektrikli yılan balığı dışında doğada elektrik üretebilen başka canlılar da vardır. Bu türler ve özellikleri şu şekilde özetlenebilir:

• Elektrikli Kılıç Balığı (Narcine Bancroftii): Genellikle Karayipler ve Atlantik Okyanusu'nun bazı bölgelerinde yaşayan elektrikli kılıç balığı, elektrik üretmek için özel organlarla evrimleşmiştir.
• Torpil Balığı (Torpedo Marmorata): Akdeniz'de yaşayan bu tür, ortalama olarak 1 metre uzunluğunda ve 25 kg ağırlığındadır. Elektrik üretimi açısından oldukça etkili bir vücut yapısına sahiptirler ve 200 Volt'a kadar bir elektrik üretebilirler.
• Denizatı (Hippocampus Spp.): Özellikle batı Pasifik'te yaşayan bazı denizatı türleri de elektrik üretebilir fakat elektrik üretimi oldukça düşüktür ve genellikle iletişim amacıyla kullanılır.
• Elektrikli Yengeç (Electrophorus Spinicauda): Pasifik kıyılarındaki denizlerde yaşayan bu yengeç türü, ortalama olarak 60 cm uzunluğunda ve 3 kg ağırlığındadır. Elektrik üretimi açısından oldukça etkilidir ve 200 Volt'a kadar bir voltaj sağlayabilir.
• Doğu Eşek Arısı (Vespa Orientalis): Doğu eşek arısının kutikulasındaki (dış iskelet), güneş ışığını emebilen sarı bir şerit sayesinde güneş radyasyonunun bir kısmını yakalayarak küçük bir elektrik potansiyeli oluşturduğu, kahverengi dokular ile elektrik ürettikleri keşfedilmiştir. 

Özetle, elektrikli yılan balıkları hayvanlar aleminde benzersiz bir elektrik üreticisidir. Vücudundaki elektrik organları sayesinde elektrik üretimi yeteneği günümüzde tıp, robotik ve diğer birçok alanda araştırmacıların ilgisini çekmiştir. Elektrikli yılan balığının elektrik üretim mekanizması oldukça karmaşıktır ve bu özelliği diğer canlılardan farklıdır. Bu özellikleri sebebiyle halen bilim insanlarının odağındadır ve üzerindeki araştırmalar devam etmektedir.

Elektrikli yılan balığının elektrik üretme sistemi ve bu sistemin özelliklerinin anlaşılması, insanların yapay elektrojenik organlar geliştirmesine ilham verme yolundadır. Yapay elektrojenik organlar, beyin sinyalleri tarafından kontrol edilebilen elektrik alanları üretebilir ve engelli kişilerin hareket kabiliyetlerini artırabilen organlardır. Bu bağlamda elektrikli yılan balığı, elektrik üretimi ve kontrolü açısından bilimsel bir araştırma konusu olarak bilim dünyasında önemini korumaktadır.

Elektrikli yılan balığı aynı zamanda, tıp ve nörobilim alanlarındaki araştırmalar için de bir model organizma olarak kullanılır. Yılan balığı elektrik organları, nörolojik çalışmalarda kullanılan sinyal amplifikasyon sistemlerindeki elektrotların geliştirilmesine de ilham vermiştir. 

Elektrik üreten canlılar ile ilgili en çok ilginizi çeken ne oldu? Yorumlarınızı bizimle paylaşabilirsiniz.