І в квартирі, і на вулиці, на роботі і на відпочинку за містом нас оточують невидимі і практично невідчутні електромагнітні поля (ЕМП). Розвиток життя на планеті Земля багато в чому обумовлено цим найважливішим екологічним фактором.
Серед найважливіших сенсорних систем (органів почуттів) риб, до яких відносять слухову, зорову, смакову, нюхову, дотикальну, сейсмосенсорного системи, загальне хімічне почуття, є ще одна система почуттів, що має важливе значення в житті риб - електрорецепторная.
Починаючи з 1960-х років, в світі проводяться інтенсивні дослідження значення найрізноманітніших електричних полів в житті риб. Особливий інтерес до цих робіт викликаний і тим, що в останні десятиліття різко зросла вплив на риб різних електромагнітних полів штучного походження. Сильні поля у водному середовищі сьогодні наводяться при роботі електрорибозаградітелей, електролови риби, в ході морської геофізичної розвідки (при використанні методів електрозондірованія), «завдяки» роботі потужних радіостанцій, радіолокаторів, перетворювачів електричної енергії, високовольтних ліній електропередач (ЛЕП).
Перші роботи в області електрорецепціі, електрооріентаціі і чутливості риб до електромагнітних полів були розпочаті в Росії під керівництвом В. Р. Протасова. У його праці «Біоелектричні поля в життя риб» (1972) наводилися дані про так званих слабо і сільноелектріческіх рибах, про механізми сприйняття ними магнітних і електричних полів і їх значення в житті підводних мешканців. Ці дослідження поклали початок новому напрямку біологічної науки - електроекологіі.
Всіх морських і прісноводних риб по їх здатності сприймати або генерувати самостійно електричні поля поділяють на 3 групи: 1) сільноелектріческіе, 2) слабоелектріческіе і 3) неелектричні. «Звичайні» види.
Сільноелектріческіе види (прісноводний електричний вугор, електричні скат і сом, американський звіздар), у яких в процесі еволюції з'явилися спеціальні електричні органи, що виробляють навколо тіла риби сильне електричне поле з метою нападу або оборони. Для сільноелектріческіх риб здатність генерувати в особливих органах ток необхідна для залучення жертв, так як електричне поле навколо риби призводить до електролізу води, відбувається збагачення води киснем, що приманює до угрю риб, жаб і інших водних тварин. Крім того, сильне електричне поле здатне ввести жертву в стан електронаркозе. Доведено, що електрична діяльність полегшує угрю. дихання в заморних водоймах і болотах: відбувається розкладання води в тілі риби і збагачення крові киснем, причому водень виводиться рибою назовні. У незаморних водоймах вугор використовує власне електричне поле як своєрідний «електролокатор» для пошуку жертв.
У слабоелектріческіх риб утворювати імпульсні електричні поля здатні так звані електрогенеруючі тканини. Ці риби застосовують свої здібності для локації і зв'язку. Слабоелектріческіе прісноводні риби випускають слабкі і короткочасні розряди з постійною частотою імпульсів. Уміють використовувати електричні поля і деякі оселедцевих і осетрові риби. Мають здатність випускати електричні розряди такі загальновідомі рибалкам види як краснопірка, карась, окунь, піскар, в'юн, щука. Перші два види випускають короткочасні розряди, окунь, піскар і в'юн - середні по тривалості, щука - найбільш тривалі розряди.
Слабоелектріческіе риби випромінюють слабкі електричні сигнали. У 1958 році Р. Ліссман встановив, що вони використовують електричне поле для орієнтації і спілкування в водному середовищі.
До неелектричним. «Звичайним» рибам відноситься переважна більшість видів. Вони не можуть самостійно генерувати електроструму і володіють вкрай слабкою чутливістю до електричних і електромагнітних полів. У цих риб немає особливих морфологічних структур для сприйняття електричного струму і електромагнітних полів, тому їх чутливість обмежується сприйняттям полів з напруженістю не більше декількох мілівольт на сантиметр.
Таким чином, слід розрізняти 1) нечутливих (слабочувствітельних) до електричних полів і 2) високочутливих (електрочутливого) риб, що володіють спеціалізованими Електрорецептори, здатними в природному середовищі сприймати слабкі електричні струми напруженістю від сотих часток до одиниць мікровольта на сантиметр. Здатність відчувати зміни напруженості електромагнітних полів у водному середовищі допомагають цим рибам знаходити здобич, орієнтуватися в просторі, спілкуватися в стаді, йти з небезпечної зони при природних катастрофах.
До високочутливим представникам іхтіофауни наших водойм відносять осетрових і сомових риб. Цікаво, що при дослідженні ступеня сприйнятливості різних прісноводних риб до дії електричного струму виявилося, що найбільшу чутливість мала щука, найменшою - лин і минь, що пояснюється наявністю у останніх товстого шару слизу, що знижує здатність сприйняття слабких електричних полів рецепторами шкіри.
Сприйняття рибами електричних (електромагнітних) полів. Слабкі електричні струми і магнітні поля сприймаються головним чином рецепторами шкіри риб. Численні дослідження показали, що майже у всіх слабо і сільноелектріческіх риб Електрорецептори служать похідні органів бічної лінії. У акул і скатів електрорецептівную функцію виконують так звані ампули Лоренцини - особливі слизові залози в шкірі.
Сильніші електромагнітні поля впливають безпосередньо на нервові центри водних організмів.
Слабоелектріческіе риби мають високу чутливість до електричних полів, що дозволяє їм знаходити і розрізняти в воді об'єкти, визначати солоність води, використовувати розряди інших риб з інформаційною метою у міжвидових і внутрішньовидових відносинах. Наприклад, звичайний сом Silurusglanis має високочутливу електрорецептівную систему, що сприймає щільність струму 10 -10 А / мм, т. Е. Річковий гігант здатний відчути в 2-4 метрах від себе виряджену «пальчиковую» батарейку!
Електричні поля постійного струму сприймаються рибами у вигляді рухової реакції: вони здригаються при включенні - виключенні струму. Якщо напруженість поля збільшується, у прісноводних риб спостерігається оборонна реакція: риби приходять в сильне збудження і намагаються поплисти із зони дії поля. У досліджених карася, щуки, окуня, гольян, осетра різко частішає ритм дихання. Примітно, що для одного і того ж виду риб більш великі особини раніше і сильніше реагують на струм, ніж дрібніші.
Якщо напруженість поля продовжує зростати, відбувається анодна реакція (рух риби у напрямку до анода), після чого риба втрачає рівновагу, рухливість, перестає реагувати на зовнішні подразники - спостерігається електронаркозе. Ще б # 972; льше підвищення напруженості поля призводить появи в крові риб значної кількості ацетилхоліну, що блокує нормальний перебіг дихання і діяльність нервової системи, що призводить, в результаті, до загибелі риби (Протасов, 1972).
Змінний струм викликає у риб більш сильне збудження, ніж постійний. Після його впливу риба довго не може прийти «в себе» - вона знаходиться в стані електрогіпноза.
В імпульсних електричних полях поведінку риб ще більш складно і різноманітно, причому реакції їх залежать від частоти, форми і тривалості імпульсів.
Водні організми і високовольтні ЛЕП. Розвиток енергетики привело до повсюдного поширення високовольтних ліній змінного струму напругою 500 кВ (так звані ЛЕП-500). Вони тягнуться на багато кілометрів, через поля, переліски, луки та водойми. У зоні лінії електропередачі завжди присутній підвищений електромагнітний фон, який зумовлює сильний вплив на природну флору і фауну. Напруженість електричного поля на поверхні землі або води під ЛЕП-500 (незважаючи на 10-15-метрову відстань до проводів) може досягати 100-150 В / см (Бондар, Частоколенко, 1988 і ін.)
В даний час питання дії ЛЕП на водні системи дуже слабо вивчений, причому дослідження з даної проблеми почали проводитися тільки на початку 1980-х рр. Відомо, що високовольтні лінії, перетинаючи природні і штучні водойми, наводять у водному середовищі електричні поля різної величини.
На думку В. Р. Протасова (1982), напруженість електричних полів змінного струму, утворених повітряними переходами ЛЕП, досягає 50 мВ / см, підводними переходами (кабельні лінії) - більше 50 мВ / см, причому щільність струму в воді досягає 10 мкА / мм 2. Такі градієнти потенціалу можуть створювати у водному середовищі несприятливий абиотический фон, так як наближаються до порогу реакції збудження більшості неелектричних риб. До речі, при такій щільності струму в водоймі починається загибель деяких гідробіонтів, наприклад, прісноводної гідри.
Електромагнітні поля (ЕМП), що створюються ЛЕП, можна порівняти з порогами чутливості риб, які мають Електрорецептори. ЕМП в змозі витіснити багатьох риб і безхребетних із зони наведених електрострумів. Велику небезпеку високовольтні ЛЕП можуть нести в районі перетину нерестовищ цінних видів риб, на нерестовий ходу осетрових. Наприклад, веслонос проявляє реакцію уникнення при напруженості електричного поля в 15 мкв / см (Kalmijn, 1974), т. Е. Ще до потрапляння в зону наведених електричних полів.
У міру віддалення від лінії електропередачі напруженість електричного поля різко зменшується, тому можна говорити про обмежену зоні електромагнітного забруднення водойми шириною не більше 15-20 метрів. Хоча в масштабах великої річки або озера зона електромагнітного негативного впливу може вимірюватися сотнями квадратних метрів.
Фахівці з Новосибірська запропонували мінімізувати негативний вплив на іхтіоценози шляхом зниження потужності, що передається по повітряних і підводних лініях електропередачі, в ключові періоди життя риб - під час нерестових міграцій і нересту; збільшення товщини екрану і броні на кабельних підводних лініях тріаксіального виконання.
Гідробіонти і електролов. На багатьох водоймах СНД застосовується електролов риби. Найбільш продуктивними знаряддями електролову є електрифіковані трали, під час роботи яких виникають значні за величиною електромагнітні поля. Електротрали систематично застосовуються на верхневолжских водосховищах (в тому числі на Горьківському і Рибінському), в Костромській і Івановській областях.
Експериментальні тралення з включеними і вимкненими електроподборамі показали більш високу ефективність електротралового лову риби в порівнянні зі звичайним. Світовий досвід експлуатації систем електролову в морях і прісних водах свідчить про те, що електричне поле зазвичай підвищує уловістость трала на 2-70% (іноді навіть більш 200%!) Головний ефект від електрифікації тралів досягається за рахунок дезорієнтації риб, зниження їх рухливості, появи пригніченості, згону риб з дна, утримування спійманих риб в кутку.
Численні експерименти показали, що електротрал робить позитивний вплив на розмірний склад спійманих риб: великі особини більш чутливі до дії електроструму і частіше виявляються в знаряддя лову.
Дослідники з'ясували, що уловістость близнецового трала в вечірньо-нічні години в порівнянні з денними була на 296-369% вище. Найбільш часто в електротрал траплялися густера, судак, щука, жерех, язь, плотва і минь, практично ігнорували наведені електричні поля і не потрапляли в знаряддя лову синець, чехоня, срібний карась, белоглазка, берш і уклея). Причому срібний карась частіше відзначався в звичайному тралі, ніж в електрифікованому.
Цікаві дані про виживання і плавальної здатності риб після попадання в сильне електричне поле. В ході денних і нічних візуальних спостережень за поверхнею води (Горьковское водосховище) на акваторії протяжністю понад 15 км позаду електротрала загиблої риби не виявлено, лише 2,6% від загального числа спійманих риб спливли на поверхню в стані електронаркозе (невеликі жерех, чехоня і уклея ). Повне відновлення плавальної здатності у риб відбувалося миттєво. Причому більш дрібні риби відновлювалися після впливу електричного поля набагато швидше великих. Наприклад, у 30-сантиметрових жерешата відновлення займало кілька секунд, а у 43-47-сантиметрових - більше 6 хвилин.
Більшість літературних даних свідчить про те, що при дотриманні правил рибальства та інструкцій по експлуатації ЕЛУ електричне поле робить на риб в основному дезорієнтуюча вплив і не призводить до загибелі риб або тривалого порушення плавальних здібностей.
ВСТАВКА. Дія електричного струму на рибу пояснюється різної електричну провідність води і тіла риби: остання виявляється свого роду провідником, який з'єднує точки електричного поля з різними потенціалами. Електрострум тече по цьому провіднику від точки з більш високим потенціалом до точки з більш низьким. При цьому сила струму пропорційна довжині риби.
Електробраконьерство. Промислові знаряддя електролову розроблялися вченими протягом декількох десятиліть, визначалися порогові значення напруженості електричного поля, вплив використання електротралов на водні системи, збудливість багатьох видів риб при різній напруженості електричного поля в воді. Тільки після скрупульозних наукових досліджень знаряддя лову риби такого роду було рекомендовано до використання в деяких природних водоймах.
Принцип дії «електровудки», яка перебуває на озброєнні у браконьєрів, грунтується на поразку будь-якої риби запороговимі значеннями напруженості електричного поля. «Снасть» складається з подсачека, до якого підведені дроти від акумулятора і трансформатора-перетворювача, що підсилює розряд від акумуляторних клем в 50-150 і більше разів. Фактично, на виході «електровудочка» має до 1000-1500 В, радіус «роботи» в залежності від сольового і мінерального складу води-до 10-12 метрів.
При включенні приладу в воді напруженість електричних полів може досягати 150-250 мВ / см, а щільність струму в воді перевищує 30 мкА / мм 2. Такі градієнти потенціалу згубні для всього живого під водою. Удар електричним струмом у риб призводить до миттєвого скорочення всіх м'язів, в результаті чого ламається хребет, розривається плавальний міхур, відбувається крововилив у внутрішні органи риб. Тварини, що потрапили безпосередньо в епіцентр дії «електровудки», практично відразу гинуть, ті, хто в момент електроудару перебував на периферії, отримують сильний шок, застигають в наркотизуйте ступорі на кілька хвилин. До 70% риб в епіцентрі отримують розриви плавальних міхурів і тонуть, устеляючи дно водойми товстим шаром.
Такі картини спостерігалися спортсменами-підводниками на дніпровських водоймищах неодноразово.
З огляду на, що збиток, що наноситься природі електробраконьерством, величезний і не піддається точному підрахунку, в даний час така «рибалка» згідно з чинним законодавством прирівнюється до кримінальних злочинів.