Рыбьи электростанции вырабатывают поистине чудовищный ток. Разряды некоторых пресноводных рыб достигают 600 вольт, а их мощность — нескольких киловатт. Для сравнения напомню, что напряжение тока в бытовой электросети наших городов и сел не превышает 220 вольт. Но это не излишество. Ток меньшего напряжения был бы опасен лишь на совсем близком расстоянии. Напряжение, создаваемое электрическим скатом, значительно меньше и не превышает 60 вольт. Однако этого вполне достаточно, ведь морская вода — прекрасный проводник электричества, а сила тока достигает 60 ампер. В этом случае мощность разряда превышает 3500 ватт! Туристам бы такую походную электростанцию.
Как же удалось природе создать живую электростанцию? Что явилось ее прообразом? В теле животных самый значительный ток вырабатывается крупными мышцами: сердцем и двигательной мускулатурой. Вокруг энергично плывущих рыб создается слабое электрическое поле. Оно особенно велико у миног, миксин и древних примитивных рыб, не научившихся экономно расходовать электрическую энергию. Близ тела плывущей миноги можно зарегистрировать электрические импульсы напряжением в несколько сот микровольт. Нет ничего удивительного, что природа на этом не остановилась и создала более мощные источники тока. Видимо, в тот период, когда на Земле появились первые рыбы, она вчерне закончила создание мозга и периферических нервов с их сложным электрохозяйством и была всерьез увлечена электротехникой, прикидывая, какую еще пользу можно извлечь из электричества. Нужно отдать ей должное: поиски не были напрасны.
Основой для создания электростанций послужили мышцы и нервные окончания, так называемые концевые пластинки, которые превратились в пластинки электрического органа. Они собраны в столбики. Пластинки одного столбика, а их может быть до 10 000, соединены последовательно, а сами столбики — параллельно. У мраморного ската столбики невелики, они содержат максимум 400–1000 пластинок, расположенных в спинно-брюшном направлении, а самих столбиков 45–70. Мощность его электростанции около 1000 вольт. Электрический орган гигантского ската торпедо собран из 2000 столбиков, поэтому его сила бывает велика. Электрические разряды могли бы быть более значительны, но соединение пластин между собою не идеально, и из-за внутренних потерь напряжение тока не достигает возможного максимума.
Электрические органы велики: их вес составляет 1/4–1/3 часть веса рыбы. Электростанция богато иннервирована. У электрических скатов генерацией импульса управляют по 4 нервных волокна на каждую пластинку. Первый разряд охотник производит уже через 50 миллисекунд после обнаружения добычи. Сами разряды скатов состоят из коротких серий импульсов по 3–5, реже по 20–30 разрядов в серии. В момент напряженной борьбы частота разряда может достичь 140–290 импульсов в секунду.
Чтобы управлять таким сложно устроенным органом, понадобилось создать в продолговатом мозгу специальный командный пункт. Принцип его работы прост: командных нейронов должно быть возможно меньше. В идеальном случае их всего два — для правой и левой электростанций. Они электротонически сопряжены и поэтому команду дают одновременно. Однако этого еще недостаточно, чтобы обеспечить строгую одновременность разрядов, ведь путь нервного импульса от мозга до ближайшего к голове столбика электрического органа существенно короче, чем до последних. Чтобы разряд всех электрических пластинок произошел одновременно, короткие нервные волокна проводят нервные импульсы медленнее, чем длинные, а переход возбуждения с нервного окончания на электрическую пластинку происходит в синапсах тем медленнее, чем ближе они находятся к голове ската. Это позволяет электропластинкам разряжаться одновременно. Несовпадение начала разряда правой и левой электростанций обычно не превышает 0,1 миллисекунды.