¿Qué aspecto químico de los órganos eléctricos de la anguila es similar al de la primera pila de Volta?
El estudio, publicado en Nature Communications, no sólo aporta nuevos conocimientos sobre el animal más de 250 años después de su primera descripción, sino que también abre nuevas vías de investigación sobre el origen y la producción de fuertes descargas eléctricas en otras especies de peces.
Los Gymnotiformes, la familia de peces cuchillo a la que pertenecen los Gymnotidae, son nativos de México y Sudamérica, se encuentran casi exclusivamente en hábitats de agua dulce y son principalmente nocturnos. En la actualidad existen aproximadamente 250 especies válidas de gimnotiformes entre 34 géneros y cinco familias.
“La anguila eléctrica, que puede alcanzar los 2,5 metros de longitud, es el único pez que produce una descarga tan fuerte; utiliza tres órganos eléctricos. La descarga se utiliza para la defensa y la depredación”, explica Carlos David de Santana, investigador asociado del Museo Nacional de Historia Natural de EE.UU. (NMNH), administrado por la Institución Smithsoniana, y primer autor del artículo.
Al correlacionar el ADN, la morfología y los datos ambientales, y medir la tensión descargada, los investigadores concluyeron que los animales en cuestión debían reclasificarse en tres especies. La única especie de anguila eléctrica conocida anteriormente por la ciencia era el Electrophorus electricus, que el naturalista sueco Carl Linnaeus describió en 1766.
Tensión de la anguila eléctrica
La anguila eléctrica genera grandes corrientes eléctricas por medio de un sistema nervioso altamente especializado que tiene la capacidad de sincronizar la actividad de las células productoras de electricidad con forma de disco que se agrupan en un órgano eléctrico especializado. El sistema nervioso lo hace a través de un núcleo de mando que decide cuándo se dispara el órgano eléctrico. Cuando se da la orden, un complejo conjunto de nervios se encarga de que los miles de células se activen a la vez, sin importar lo lejos que estén del núcleo de mando.
Cada célula electrogénica lleva una carga negativa de algo menos de 100 milivoltios en su exterior en comparación con su interior. Cuando llega la señal de mando, la terminal nerviosa libera una diminuta bocanada de acetilcolina, un neurotransmisor. Esto crea un camino transitorio con baja resistencia eléctrica que conecta el interior y el exterior de un lado de la célula. De este modo, cada célula se comporta como una batería en la que el lado activado lleva una carga negativa y el lado opuesto una positiva.
Como las células están orientadas en el interior del órgano eléctrico como una serie de pilas apiladas en una linterna, la corriente generada por una célula activada “sacude” a cualquier vecina inactiva para que entre en acción, desencadenando una avalancha de activación que sigue su curso en apenas dos milisegundos aproximadamente. Este arranque prácticamente simultáneo crea una corriente de corta duración que fluye a lo largo del cuerpo de la anguila. Si la anguila viviera en el aire, la corriente podría ser de hasta un amperio, convirtiendo el cuerpo de la criatura en el equivalente a una batería de 500 voltios. Pero las anguilas viven en el agua, que proporciona salidas adicionales para la corriente. Así, generan un voltaje mayor, pero una corriente dividida y, por tanto, disminuida.
Traducción de anguila eléctrica
Las anguilas eléctricas son un género, Electrophorus, de peces neotropicales de agua dulce de Sudamérica de la familia Gymnotidae. Son conocidas por su capacidad de aturdir a sus presas generando electricidad, con descargas de hasta 860 voltios. A pesar de su nombre, las anguilas eléctricas no están estrechamente emparentadas con las verdaderas anguilas (Anguilliformes), sino que son miembros del orden de los peces cuchillo neotropicales (Gymnotiformes), más estrechamente relacionados con los siluros. Durante más de dos siglos, se creyó que el género era monotípico y que sólo contenía Electrophorus electricus, hasta el inesperado descubrimiento en 2019 de dos especies adicionales. E. varii es una especie de tierras bajas de cuerpos de agua de profundidades que varían con la estación; se reproduce en la estación seca y proporciona meses de cuidados parentales a sus crías. E. electricus y E. voltai son especies de tierras altas de ríos de corriente rápida, que proporcionan muchos menos cuidados parentales.
Las capacidades eléctricas de la anguila eléctrica fueron estudiadas por Hugh Williamson y John Hunter en 1775, contribuyendo a la invención de la batería eléctrica en 1800. Tres pares de órganos eléctricos están dispuestos a lo largo del cuerpo, lo que permite a los peces generar tanto descargas de bajo voltaje para la electrolocalización como descargas de alto voltaje para aturdir a sus presas o defenderse. Los electrorreceptores están distribuidos por todo el cuerpo en la piel; esto les permite detectar las señales eléctricas de otros peces gimnotiformes, a los que cazan. Las anguilas eléctricas crecen mientras viven, añadiendo más vértebras a su columna vertebral; los machos son más grandes que las hembras. En los acuarios, pueden vivir al menos 20 años.
Cómo producen electricidad las anguilas eléctricas
ResumenLa anguila eléctrica es una especie única que ha desarrollado tres órganos eléctricos. Desde la década de 1950, se supone que las anguilas eléctricas utilizan estos tres órganos para generar dos formas de descarga de órganos eléctricos (EOD): EOD de alto voltaje para la depredación y la defensa y EOD de bajo voltaje para la electrolocalización y la comunicación. Sin embargo, hasta ahora no se sabía por qué las anguilas eléctricas desarrollaron tres órganos eléctricos para generar dos formas de EOD y cómo estos tres órganos trabajan juntos para generar estas dos formas de EOD. Aquí presentamos la tercera forma de EOD independiente de las anguilas eléctricas: la EOD de voltaje medio. Sugerimos que cada forma de EOD es generada por un órgano eléctrico independientemente y revelamos el orden de descarga típico de los tres órganos eléctricos. También discutimos los EOD híbridos, que son combinaciones de estos tres EOD independientes. Este nuevo hallazgo indica que el comportamiento y la fisiología de descarga de la anguila eléctrica y el propósito evolutivo de los tres órganos eléctricos son más complejos de lo que se suponía anteriormente. La finalidad del DDE de voltaje medio todavía requiere una aclaración.