Ryby pod napětím: Paúhoř elektrický dokáže vygenerovat až tisíc voltů

Paúhoř elektrický (Electrophorus electricus) je na první pohled primitivní ryba. Se svou „svalovou baterií“ ovšem vyvádí kousky, za něž by se nemusel stydět ani Thomas Alva Edison.

Inspirace pro první baterii

První trpkou a bolestivou zkušenost s rybami, které uštědřují údery elektrickými výboji, lidé udělali už před mnoha tisíciletími. Doslova „z první ruky“ ji měli rybáři vytahující tyto ryby ze sítí. Nezůstalo však jen u úleků při rybaření. V antice se „rybí elektřiny“ využívalo v medicíně a starořečtí lékaři dávali elektrické šoky živou rybou rodičkám pro zmírnění porodních bolestí. Podobně umrtvovali i těžce poraněné končetiny určené k amputaci. Ve starém Egyptě se zase elektrickým výbojem ryb pokoušeli zahnat epileptické záchvaty.

Dlouho nikdo netušil, co vlastně ryba při elektrické „ráně“ provádí. Teprve na sklonku 17. století došli vědci k závěru, že do svého okolí vysílá silné elektrické impulsy. Italský fyzik Alessandro Volta studoval rejnoky okaté (Torpedo torpedo) a jejich zvláštní elektrický orgán tvořený nahloučenými segmenty svalů. Jednoduchými pokusy se přesvědčil, že právě v tomto ústrojí vzniká elektrický náboj. Když se Volta pokusil elektrický orgán rejnoka imitovat, vyrobil z kovových desek ponořených do elektrolytu první baterii. Svět s ní seznámil v roce 1800. 

Dva metry pod napětím

„Živé rybí baterie“ příroda vynalezla nezávisle na sobě nejméně šestkrát. Vedle rejnoků dokážou elektrický náboj generovat např. sumci, rypouni, nožovky nebo nebehledi. Je zajímavé, že pokaždé byl pro tvorbu rybího elektrického orgánu zvolen stejný evoluční trik s pozměněnými svaly. U jiných obratlovců než ryb se však elektrický orgán nevyvinul. Zřejmě i proto, že ryby žijí trvale ve vodě, která je dobrým elektrickým vodičem. 

Každý obyčejný sval vytváří při smrštění slabé elektrické napětí. Změnami příslušných genů se u ryb vyvinuly svaly, jejichž vlákna se už nedokážou smrštit, ale o to vydatněji se nabíjejí hromaděním iontů. K nejzdatnějším „výrobcům elektřiny“ v celé živočišné říši patří bezpochyby paúhoř elektrický (Electrophorus electricus). S výjimkou hadovitého tvaru těla nemá tento až dva metry dlouhý obyvatel Amazonie s naším úhořem říčním (Anguilla anguilla) mnoho společného. Žije v zakalených vodách, kde je mu elektrický orgán vydatným pomocníkem při lovu. 

Paúhoř elektrický je ve své podstatě „malá ryba“, protože hlava a vnitřnosti představují jen asi třicet centimetrů z celkové délky těla. Zbývající část zabírá mohutný elektrický orgán schopný generovat s každými 30 centimetry délky napětí 100 voltů. Plně dorostlá „živá baterie“ vytváří napětí kolem 600 voltů. 

Rybí paralyzér

Paúhoř je při využívání svého elektrického orgánu velmi vynalézavý. Když útočí na kořist, generuje až 400 silných elektrických impulsů za sekundu. Živočich zasažený těmito výboji vmžiku ochrne a přestane se pohybovat. Paúhoř na bezvládnou kořist vzápětí zaútočí a zhltne ji. Vše proběhne tak rychle, že lidské oko nemá nejmenší naději zahlédnout, co se vlastně stalo. Teprve velmi rychlé kamery pořizující tisíc záběrů za sekundu nabídly vědcům pohled na paúhoří útok v potřebném zpomalení a detailech. Ukázalo se například, že ryba zasažená výbojem ochrne během pouhých tří tisícin sekundy. 

Výboj paúhoře nepůsobí na mozek ani na míchu oběti. Nezasahuje přímo svaly ochromené ryby. Cílem výboje jsou nervy přenášející povely z mozku ke svalům. Když jsou ochromeny, je následně vyřazen z činnosti i sval. Efekt výboje lze přirovnat k elektrickému paralyzéru (taseru) s tím rozdílem, že taser ochromí oběť díky vystřeleným elektrodám připevněným ke zdroji napětí tenkými vodiči. Paralyzér paúhoře působí bezkontaktně na dálku. Pokud paúhoř kořist zasáhne výbojem, ale spolknout se mu ji nepodaří, oběť se po nějaké době probere a vrátí se k normálnímu životu. 

Jak zacloumat skrytou kořistí

Při pátrání po rybách a dalších vodních tvorech v zakalené vodě vysílá paúhoř do okolí elektrické impulsy o podstatně nižším napětí, než jaké používá k ochromení kořisti. Generuje vždy dva impulsy po sobě, mezi nimiž je prodleva pouhé setiny sekundy. Pak se jeho elektrický orgán na nějakou dobu odmlčí. Účel těchto „dvojitých“ pulsů byl dlouho nejasný. Teprve nedávno vědci zjistili, že tak paúhoř nutí skrytou kořist, aby se mu prozradila.

Ryby z Amazonie paúhoře elektrického dobře znají a jako nelítostnému predátorovi se mu úzkostlivě vyhýbají. Vystrašená rybka se schová do vodní vegetace a ani se nehne. Stačí však neopatrný pohyb ploutví a paúhoř, který je na každé zavlnění vody velmi citlivý, neomylně pozná, odkud se vlny šíří. Dvojice elektrických impulsů podráždí nervy v těle skryté ryby a donutí její svaly ke smrštění. Ryba se tak proti své vůli pohne a tím se paúhořovi prozradí.

Zvýšený výkon a nezodpovězené hádanky

Elektřina generovaná paúhoři nezaručuje za všech podmínek stoprocentní úlovek a především mladí úhoři s méně výkonným elektrickým orgánem mají někdy s udoláním zdatnější oběti hodně práce. V těchto případech se paúhoř stáčí do kolečka a nastaví ke kořisti nejen hlavu, která je hlavním zdrojem elektrických impulsů, ale i ocas, odkud se šíří o poznání slabší elektrické impulsy. Jak ukázala měření, dokáže tak ryba zvýšit intenzitu elektrických impulsů na dvojnásobek. Plně vzrostlý paúhoř tak vystaví oběť elektrickému napětí přes tisíc voltů. To obvykle stačí, aby vyhlédnutá ryba přestala vzdorovat.

Paúhoř elektrický odhalil vědcům nejedno tajemství svého života, ale mnohé ještě stále čeká na odhalení. Není například jasné, jak se paúhoř chrání před svými vlastními výboji, které ho ve vodivém vodním prostředí musí zasáhnout stejnou silou jako kořist.