الطاقة الكهربائية للأسماك: كيف تولدها وما فائدتها

تمتلك بعض أنواع الأسماك الكهربائية القدرة على توليد الطاقة الكهربائية ذاتيًا. يوجد ما بين 250-300 نوع من الأسماك العظمية والغضروفية تحتوي على أعضاء كهربائية في أجسامها. تختلف هذه الأعضاء من نوع لآخر، لكنها تتشابه في التركيب المجهري. تتكون من خلايا متخصصة تسمى الألواح الكهربائية. تستخدم الأسماك هذه القدرة للدفاع عن النفس، والهجوم على الفرائس، والتواصل مع بعضها البعض، والرؤية في الظلام. عرف الإنسان هذه الظاهرة منذ القدم، حيث ذكرها قدماء المصريين والإغريق في كتاباتهم ورسوماتهم.

أهم النقاط

• بعض الأسماك الكهربائية تحمل شحنات كهربائية تصل إلى 550 فولت¹
• تتباين الأنواع المختلفة للأسماك الكهربائية في شحناتها الكهربائية من 4 إلى 550 فولت¹
• الخلايا الكهربائية في الأسماك شبيهة بالبطاريات الجافة وتتنظم في أنماط محددة داخل أجسامها¹
• هناك أسماك كهربائية تحوي حوالي 6000 خلية كهربائية موزعة على جانبي جسمها¹
• توجد حوالي 1600 خلية كهربائية متصلة على التوالي في نوع السمكة “برده”¹

آلية توليد الطاقة الكهربائية في الأسماك

تتميز بعض الأسماك بقدرتها الفريدة على توليد الطاقة الكهربائية داخل أجسادها. هذه الخاصية تُعرف باسم “الأسماك الكهربائية”، والتي تقدر بنحو 250-300 نوع من الأسماك سواء من الأسماك العظمية أو الغضروفية². هذه الخلايا الكهربائية المتخصصة في الأسماك مرتبة بشكل دقيق ومنظم، متصلة إما بطريقة متوازية أو متتالية.

الأعضاء الكهربائية والخلايا المتخصصة

في سمكة الرعاد، توجد حوالي 6000 خلية كهربائية موزعة على جانبي الجسم². هذه الخلايا تُعرف باسم “الألواح الكهربائية”، وهي المسؤولة عن توليد الشحنات الكهربائية في هذه الأسماك.

قوة التيار الكهربائي في مختلف الأنواع

تختلف قوة التيار الكهربائي الذي تنتجه الأسماك الكهربائية من نوع إلى آخر. فقد يصل التيار الكهربائي الذي ينتجه سمك الرعاش إلى 550 فولت²، بينما قد لا يتجاوز 4 فولت في أنواع أخرى². وتصل قوة التيار الكهربائي في سمكة الرعد إلى 400-700 فولت، وفي سمكة الكهربائي إلى 350-450 فولت²، وهذه المستويات من الجهد الكهربائي كافية لإيذاء الإنسان أو الحيوان الكبير.

نظام الحماية الذاتية من الصعق الكهربائي

على الرغم من قدرة الأسماك الكهربائية على إنتاج شحنات كهربائية قوية، إلا أنها لا تتأثر بها ولا تؤثر على بعضها البعض². وذلك بفضل نظام الحماية الذاتي الذي تتميز به، حيث يكون الجهاز العصبي مغطى بطبقة سميكة من الشحوم التي تعمل كعازل كهربائي². كما أن هناك تيار معاكس داخل جسم السمكة يبطل تأثير اللسعة الكهربائية.

إن الأسماك الكهربائية لا تقتصر قدرتها على توليد الكهرباء على الدفاع عن النفس والتواصل مع نظرائها، بل تمتد لتشمل الاستخدامات الطبية المفيدة مثل علاج الروماتيزم في بعض المناطق الجنوبية الأمريكية². ويواصل الباحثون استكشاف المزيد من الفوائد الطبية لهذه الأسماك الكهربائية.

طاقة الأسماك وأشهر الأنواع المولدة للكهرباء

من المذهل أن عالم الأسماك يُخبرنا عن عجائب الطبيعة والتكنولوجيا الحيوية³. تُعتبر الأسماك الفئة الأكثر تنوعًا بين جميع فئات الفقاريات، حيث يبلغ عدد الأنواع الموصوفة علميًا حوالي 34,300 نوع³. وتشكل الأنواع الباقية من السمك 99% من هذه الفئة، منها 95% تنتمي إلى شُعيبة العظميات³.

من أشهر أنواع الأسماك المولدة للكهرباء نذكر سمك الرعاد (الطوربيد)، الذي يُولد جهدًا كهربائيًا يصل إلى 220 فولت³. كما يُعدّ الحنكليس الكهربائي، الذي يعيش في نهري الأمازون وأورينوكو، أحد الأنواع الشهيرة التي تنتج 60 فولت³. وهناك أيضًا سمك القرموط الكهربائي الذي يُولّد ما بين 350-450 فولت، والرعاش المكهرب الذي ينتج ما بين 450-600 فولت، وأخيرًا ثعبان السمك الكهربائي الذي يُعتبر الأقوى بإنتاجه ما بين 400-700 فولت³.

إن هذه الأسماك لا تستخدم قدراتها الكهربائية فقط للدفاع والهجوم، بل أيضًا للتواصل والرؤية في الظلام³. وقد استخدمها الإنسان قديمًا في العلاج، كما في علاج الروماتيزم³. في الواقع، تُمَثِّل هذه الأسماك المولدة للكهرباء إحدى العجائب الطبيعية التي لا تزال تبهر العلماء والباحثين حتى يومنا هذا.

إن هذه الأنواع من الأسماك المذهلة هي مثال حي على التطور والتكيف الفريد في عالم الحياة البرية³. يُقدّر أن أسلاف بعض الأسماك عديمة الفُكوك كانت تعيش في الماء العذبة، وتُعتقد أنها كانت تحتفظ بدروعها الأدمية لحماية نفسها من التيارات القوية³. وهناك فرضيات تُشير إلى أن القروش وسمك الفأر انحدرا من لوحيات الأدمة خلال العصر الديڤوني³.

في الواقع، تُعتبر هذه الأسماك المولدة للكهرباء مصدرًا حيويًا للطاقة المستدامة⁴. فحوالي 70% من إجمالي الكهرباء التي تنتجها أسماك الوقت تأتي من أسماك القرش⁴. وانتشرت هذه الصناعة بشكل كبير بين عامي 2005 و2009، وأصبحت المزارع السمكية من أكبر المصادر لتوفير الأسماك للكهرباء ابتداءً من عام 2004⁴. ويستخدم حوالي 70% من إنتاج الكهرباء من أسماك الوقت في تشغيل الأجهزة الطبية وتقنيات تنقية المياه⁴.

إن هذه الأسماك المولدة للكهرباء تُمثِّل إحدى الطرق الحيوية والمستدامة لتوليد الطاقة، مما يجعلها موضع اهتمام العلماء والمبتكرين حتى يومنا هذا⁴. وتُعتبر هذه الصناعة ذات تأثير إيجابي كبير على توفير الطاقة البديلة في قطاعات معينة⁴.

الخلاصة

تعد قدرة الأسماك على توليد الطاقة الكهربائية ظاهرة فريدة ومثيرة للاهتمام في عالم الأحياء المائية⁵. هذه القدرة تساعد الأسماك على البقاء والتكيف في بيئتها المائية من خلال استخدامها لأغراض متعددة، كالحماية الذاتية والتواصل والصيد⁵. دراسة هذه الظاهرة الفريدة تفتح آفاقًا جديدة في مجالات الطب والتكنولوجيا الحيوية، مما قد يؤدي إلى تطوير تطبيقات مبتكرة تستفيد من خصائص الأسماك الكهربائية.

على الرغم من الفوائد المحتملة لدراسة هذه الأسماك، يجب التعامل معها بحذر نظرًا لقدرتها على إحداث صدمات كهربائية قوية قد تشكل خطرًا على البشر⁵. لذا، من الضروري اتباع احتياطات السلامة والاستشارة الطبية عند التعامل مع هذه الأنواع الفريدة من الأسماك المولدة للكهرباء.

في النهاية، تعكس هذه الظاهرة الفريدة من نوعها الإمكانات الكامنة في عالم الأحياء المائية وتؤكد على أهمية دراسة الأسماك الكهربائية والاستفادة من خصائصها في تطوير حلول مبتكرة تعود بالفائدة على البشرية⁵⁶.

روابط المصادر

1. الطاقة الكهربية للاسماك – https://kenanaonline.com/users/lobnamohamed/posts/330321
2. خطورة الأسماك الكهربائيه – https://www.gerasanews.com/print/86337
3. سمك – https://ar.wikipedia.org/wiki/سمك
4. شركة أسبارك للأعمال المتقدمة المحدودة Spark For Advanced business Co. Ltd – https://www.facebook.com/permalink.php/?story_fbid=1007988746032151&id=746018962229132
5. ماذا يحدث لجسمك إذا لم تأكل السمك مدة شهر كامل؟ – https://www.aljazeera.net/health/2021/7/3/السمك
6. دليل الأسماك المعلبة من أخصائي التغذية: الفوائد، والمغذيات، والوصفات، وغيرها – https://sa.iherb.com/blog/tinned-fish-benefits-nutrients-recipes/1725