전기뱀장어는 어떤 원리로 전기를 만드나요
지구상에서 가장 강력한 전기를 생산하는 전기뱀장어는 전기로 먹이를 사냥하고 자신을 보호하는데 전기뱀장어는 어떤 원리로 전기를 발생시키는 건가요?
전기뱀장어는 신경의 안쪽과 바깥쪽으로 순간적으로 나트륨과 칼륨 이온을 퍼날라서 전기를 생산합니다.
세포의 내부와 외부에서는 이온의 조성에 큰 차이가 없어 일반적으로 세포내에는 칼륨이온이 많은데 대해
세포외에는 나트륨 이온이 많이 존재하고 있습니다.
그러나 보통 대는 세포막이 나트륨 이온보다도 칼륨 이온쪽을 잘 통과시키는 성질이 있기 때문에
칼륨 이온은 막을 통해 세포막 바깥쪽으로 확산하려고 합니다. 그결과 세포내의 양전하가
감소하여 세포막을 경계로 안쪽이 바깥쪽에 대해서 음이 되는 것과 같은 전위차가 생깁니다.
이것을 막전위라고 합니다.
이 전위차는 대개 수십 밀리볼트입니다.
그러나 신경이나 근육이 흥분하면 세포막의 성질이 변화해서 칼륨이온에 대한 것보다도
나트륨 이온에 대해서 높은 투과성을 나타내게 됩니다.
그때문에 나트륨 이온이 세포내로 한꺼번에 유입하게 됩니다.
그 결과 세포내부가 외부에 대해서 양의 전위차를 갖는다는 역전현상이 일어납니다.
이 막전위를 활동전위하고 하고.. 흐르는 전류를 활동전류하고 합니다.
전기뱀장어는 이 활동전류의 전압을 크게 하기 위해 특별히 진화시킨 세포가 있습니다.
전기뱀장어가 몸 안에서 전기를 만들어내는 기관은 ‘ 가로무늬근’이라는 근육이 변화한 것으로, ‘전기판’과 비슷하게 세포가 겹겹이 쌓인 형태로 되어 있습니다. 이러한 전기판 근육은 마치 수많은 전기 회로가 직렬로 연결된 것처럼 매우 높은 전위차를 만들 수 있습니다.
실제로 남아메리카의 밀림 아마존에 있는 전기뱀장어의 경우에는 약 850V(볼트) 정도의 전위차를 발생시킬 수 있다고 합니다.전기뱀장어는 몸 전체의 85%가 전기판 근육 세포로 되어 있고, 머리 쪽은 (+)극, 꼬리 쪽은 (-)극 역할을 합니다. 건전지가 직렬로 많이 연결되어 있으면 전압이 높듯이 몸집이 길고 큰 전기뱀장어가 세포의 수가 많아서 전압이 높습니다.
꼬리에서 엄청난 번개를 뿜어낼 수 있는 동물이 존재할 수 있을까요? 만약 전기뱀장어처럼 동물의 몸속에 전기판이 겹겹이 쌓여 있다면 전기를 만들 수 있을 것입니다.
번개를 뿜어내려면 대략 10만V 정도 되는 전위차를 만들어 내야 하는데, 그렇다면 얼마나 많은 전기판이 있어야 할까요?
전기뱀장어의 전기판 1개가 10mV 정도의 전압을 만드는데, 10만 볼트의 전압을 내기 위해서는 전기판 1,000만 개가 직렬로 연결되어 있어야 합니다. 따라서 전기판 1개당 두께가 1mm라면, 전기판의 두께는 1만 m(10km) 이어야 합니다. 즉, 꼬리의 길이가 10km 정도로 어마어마하게 길어야 번개와 비슷한 전기를 만들 수 있습니다. 아마 이런 동물이 만약에 존재할 수 있다고 해도 꼬리의 길이가 너무 길어서 스스로가 자신의 몸 하나 건사하면서 살아갈 수 있을지 모르겠네요!출처: http://www.edunet.net/nedu/contsvc/viewWkstCont.do?contentsopenapi=google&clssid=CLSS0000000361&menuid=87&contentsid=0e111609-e4c5-4804-b39c-1c5777fb3e4a
안녕하세요. 초록가젤281입니다.
전기뱀장어는 몸의 80%를 차지하는 전기세포가 꼬리부터 머리까지 수십만개의 전기세포가 직렬로 연결돼 강한 전기를 만들어낼 수 있다고 합니다. 건전지 여러개를 직렬로 연결하면 고압전류가 되는 것과 같은 원리입니다.
