전기를 내뿜는 생명체는 으떠케가능한걸까여?

Question

전기를 생명체가 뿜는거 자체가 신기한데여.

지들도 전기 맏을거 가튼데 아무런 타격없이 전기를 뿜으며 상대방만 타격입힐수 잇는 이유가 몬지 궁금해여?

Answer 1

안녕하세요.

전기를 내뿜는 생명체는 신경 전기 신호를 극단적으로 특화시킨 존재라고 볼 수 있습니다. 원래 인간의 신경세포도 미세한 전기 신호로 작동하는데요 세포막을 사이에 두고 나트륨, 칼륨 같은 이온 농도를 다르게 유지하고, 이 이온이 이동하면서 전압 변화가 생기는 구조는 모든 동물에게 공통적입니다. 하지만 전기 생물의 핵심 차이는, 이 전기 신호를 근육처럼 대량으로 모아 한 방향으로 동시에 방출하도록 진화시켰다는 점입니다. 대표적인 예가 전기뱀장어인데요 전기뱀장어의 몸 대부분은 전기기관으로 채워져 있는데, 이 전기기관은 원래 근육세포였던 것이 변형된 전기세포들로 구성되어 있습니다. 이 전기세포 하나하나는 매우 약한 전압만을 만들지만 이 세포들이 건전지를 직렬로 수천~수만 개 연결한 것처럼 정렬되어 있고, 뇌의 신호에 의해 동시에 활성화되면 전압이 합쳐져 수백 볼트에 이르게 됩니다. 이때 왜 자기 자신은 감전되지 않느냐는 전기의 흐름 방향이 철저히 제어되기 때문입니다. 전기 생물은 전기를 무작위로 몸 전체에 퍼뜨리는 것이 아니라, 머리 쪽에서 꼬리 방향으로, 혹은 특정 방향으로만 방출되도록 구조가 설계되어 있습니다. 즉 전류는 항상 저항이 가장 낮은 경로로 흐르기 때문에, 물속에 있는 먹이나 적의 몸을 통해 흐르도록 유도되고, 상대적으로 저항이 큰 자기 몸 안쪽으로는 흐르지 않는 것입니다. 또한 전기기관 자체가 신경이나 심장 같은 필수 장기와 물리적으로 분리되어 있는데요, 예를 들어 전기뱀장어의 경우에는 심장과 뇌는 전기기관에서 떨어진 위치에 있으며, 절연 역할을 하는 조직들이 사이에 존재합니다. 감사합니다.

Answer 2

안녕하세요. 이상현 전문가입니다.

전기뱀장어 같은 생물은 근육이 변형된 전기세포를 직렬로 배열해서

전위를 합산하여 고전압을 만들어내고,

방전순간에 회로를 형성해 전기를 내보냅니다.

자기몸은 두꺼운피부와 지방층으로 절연시키고 전류가

외부 물속으로 흐르도록 구조화되어있어서

스스로는 거의 손상되지않는 구조를 갖고있습니다.

감사합니다.

Answer 3

전혀 타격이 없는 것은 아니지만, 전기뱀장어가 자기 전기에 무사한 이유는 철저한 절연과 물리적 구조 덕분입니다.

먼저 심장이나 뇌 같은 치명적인 장기들이 머리 쪽에 몰려 있고, 이 주변을 전기가 통하지 않는 두꺼운 지방층이 감싸고 있어 내부 손상을 막아줍니다.

또한 전기를 만드는 수만 개의 세포가 병렬로 연결되어 있어 정작 본인의 몸을 흐르는 전류는 분산되는 반면, 밖으로 뿜어낼 때는 에너지를 하나로 집중시키는 방식이죠.

마지막으로 전기는 저항이 낮은 곳으로 흐르는데, 뱀장어의 몸보다는 주변의 물이 전기를 훨씬 더 잘 전달하기 때문에 전기가 발생하자마자 몸 밖으로 빠져나가게 되죠.

결국 뱀장어는 일종의 절연 슈트를 입고 있는 것과 같습니다. 다만, 물 밖에서 전기를 뿜으면 전기가 빠져나갈 곳이 없어 자기도 감전될 수 있습니다.

Answer 4

전기뱀장어와 같은 생물은 전기를 생성하는 세포인 전기세포 수천 개를 직렬로 배치하여 높은 전압을 발생시키며 내부 장기를 두꺼운 지방층과 절연 조직으로 감싸 자신의 전류로부터 스스로를 보호합니다. 전기세포 내부에서 나트륨 이온과 칼륨 이온의 농도 차이를 순간적으로 조절하여 전위차를 만드는 원리를 이용하며 발생한 전류는 저항이 낮은 물을 통해 외부로 방출되므로 상대적으로 저항이 높은 생물의 몸 안쪽으로는 흐르지 않습니다. 주요 장기들은 머리 근처에 집중되어 있고 전기를 뿜는 기관은 몸통 대부분을 차지하며 뒤쪽으로 치우쳐 있어 전류가 심장과 같은 핵심 부위를 비껴가게 설계되어 있습니다. 물속에서는 전기가 사방으로 퍼지지만 공격 대상의 몸은 물보다 전도율이 높아 전류가 집중되므로 상대방에게만 치명적인 타격을 입히는 것이 가능합니다.