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Anguila electrica
Electric-eel.jpg
Anguila eléctrica en el Acuario de Nueva Inglaterra , Estados Unidos
clasificación cientifica
Reino:
Animalia
Filo:
Chordata
Clase:
Actinopterígios
Pedido:
Gymnotiformes
Familia:
Gymnotidae
Género:
Electrophorus
Especies:
E. electricus
Nombre binomial
Electrophorus electricus
( Linneo , 1766)
Sinónimos

Gymnotus electricus

La anguila eléctrica ( Electrophorus electricus , otra especie propuesta) [2] es un pez eléctrico sudamericano . Hasta 2019, estaba clasificada como la única especie de su género. [2] A pesar del nombre, no es una anguila , sino un pez cuchillo . Se considera un teleósteo de agua dulce que contiene un tejido electrogénico que produce descargas eléctricas. [3]

Anatomía

Comparación entre las tres especies de Electrophorus

La anguila eléctrica tiene un cuerpo cilíndrico alargado, que generalmente crece hasta aproximadamente 2 m (6 pies 7 pulgadas) de largo y 20 kg (44 lb) de peso, lo que la convierte en la especie más grande de Gymnotiformes . [4] Su coloración es de color marrón grisáceo oscuro en el dorso y amarillo o naranja en el vientre. Las hembras maduras tienen un color más oscuro en el abdomen.

No tienen escamas. La boca es cuadrada y está colocada al final del hocico. La aleta anal se extiende a lo largo del cuerpo hasta la punta de la cola.

Como en otros peces ostariophysan , la vejiga natatoria tiene dos cámaras. La cámara anterior está conectada al oído interno por una serie de pequeños huesos derivados de las vértebras del cuello llamados aparato Weberiano , que mejora enormemente su capacidad auditiva. La cámara posterior se extiende a lo largo de todo el cuerpo y mantiene la flotabilidad del pez.

E. electricus tiene un sistema respiratorio vascularizado con intercambio de gases a través del tejido epitelial en su cavidad bucal . [5] Como respiradores de aire obligados, las anguilas eléctricas deben subir a la superficie aproximadamente cada diez minutos para inhalar antes de regresar al fondo. Casi el ochenta por ciento del oxígeno utilizado por los peces se obtiene de esta forma. [6]

A pesar de su nombre, la anguila eléctrica no está estrechamente relacionada con las verdaderas anguilas (Anguilliformes), pero es miembro del orden neotropical pez cuchillo (Gymnotiformes), que está más estrechamente relacionado con el bagre .

Fisiología

Anguila eléctrica en el Acuario de Nueva Inglaterra

La anguila eléctrica tiene tres pares de órganos abdominales que producen electricidad: el órgano principal, el órgano de Hunter y el órgano de Sachs. Estos órganos constituyen cuatro quintas partes de su cuerpo y le dan a la anguila eléctrica la capacidad de generar dos tipos de descargas de órganos eléctricos : bajo voltaje y alto voltaje. Estos órganos están hechos de electrocitos , alineados para que una corriente de iones pueda fluir a través de ellos y apilados para que cada uno se agregue a una diferencia de potencial. [7] Los tres órganos eléctricos se desarrollan a partir del músculo y exhiben varias propiedades bioquímicas y características morfológicas del sarcolema muscular; se encuentran simétricamente a ambos lados de la anguila. [3]

Cuando la anguila encuentra a su presa, el cerebro envía una señal a través del sistema nervioso a los electrocitos. [7] Esto abre los canales iónicos , permitiendo que el sodio fluya, invirtiendo momentáneamente la polaridad. Al causar una diferencia repentina en el potencial eléctrico , genera una corriente eléctrica de una manera similar a una batería , en la que las placas apiladas producen cada una una diferencia de potencial eléctrico. [7]Las anguilas eléctricas también son capaces de controlar los sistemas nerviosos de sus presas con sus habilidades eléctricas; Al controlar el sistema nervioso y los músculos de la víctima a través de pulsos eléctricos, pueden evitar que la presa se escape o forzarla a moverse para localizar su posición. [8] [9]

En la anguila eléctrica, entre 5.000 y 6.000 electroplacas apiladas pueden generar una descarga de hasta 860 voltios y hasta 1 amperio de corriente. [10] [2] Las anguilas eléctricas utilizan la electricidad de múltiples formas. Se utilizan voltajes bajos para detectar el entorno circundante. Se utilizan altos voltajes para detectar presas y, por separado, aturdirlas. Se utilizan pares de pulsos de alto voltaje separados por 2 milisegundos para detectar y localizar a las presas haciendo que se muevan involuntariamente; la anguila eléctrica siente este movimiento. Luego, se usa una cadena de pulsos de alto voltaje de hasta 400 por segundo para atacar y aturdir o paralizar al objetivo, momento en el que la anguila eléctrica aplica una mordida de alimentación por succión. [10]

Anatomía de los órganos de una anguila eléctrica que producen electricidad

El órgano de Sachs está asociado con la electrolocalización . [11] Dentro del órgano hay muchas células parecidas a músculos, llamadas electrocitos. Cada celda solo puede producir 0.15 V, aunque el órgano puede transmitir una señal de casi 10 V en general en amplitud a alrededor de 25 Hz de frecuencia. Estas señales son emitidas por el órgano principal; El órgano de Hunter puede emitir señales a velocidades de varios cientos de hercios. [11]

Existen varias diferencias fisiológicas entre los tres órganos eléctricos, que les permiten tener funciones muy diferentes. El principal órgano eléctrico y la sección de alto voltaje del órgano de Hunter son ricos en calmodulina , una proteína que participa en la producción de alto voltaje. [12] Además, los tres órganos tienen cantidades variables de Na + / K + -ATPasa , que es una bomba de iones Na + / K + que es crucial en la formación de voltaje. [13] Los órganos principal y de Hunter tienen una alta expresión de esta proteína, lo que le da una alta sensibilidad a los cambios en la concentración de iones, mientras que el órgano de Sachs tiene una baja expresión de esta proteína.

La anguila eléctrica es única entre los Gymnotiformes por tener grandes órganos eléctricos que pueden producir descargas potencialmente letales que les permiten aturdir a sus presas. [14] Se han reportado voltajes mayores, pero la salida típica es suficiente para aturdir o disuadir a prácticamente cualquier animal. Los juveniles producen voltajes más pequeños (alrededor de 100 V). Pueden variar la intensidad de la descarga eléctrica, utilizando descargas más bajas para la caza y mayores intensidades para aturdir a sus presas o defenderse. También pueden concentrar la descarga acurrucándose y haciendo contacto en dos puntos a lo largo de su cuerpo. [15] Cuando están agitados, pueden producir estas descargas eléctricas intermitentes durante al menos una hora sin cansarse.

La anguila eléctrica también posee receptores tuberosos sensibles a alta frecuencia, que se distribuyen en parches por todo el cuerpo. Esta característica es aparentemente útil para cazar otros Gymnotiformes. [11]

Las anguilas eléctricas se han utilizado como modelo en el estudio de la bioelectrogénesis . [16] La especie es de cierto interés para los investigadores, que hacen uso de su acetilcolinesterasa y trifosfato de adenosina . [17] [18]

Michael Faraday probó exhaustivamente las propiedades eléctricas de una anguila eléctrica, importada de Surinam . Durante un lapso de cuatro meses, Faraday midió cuidadosa y humanamente los impulsos eléctricos producidos por el animal presionando paletas y monturas de cobre con forma contra el espécimen. A través de este método, Faraday determinó y cuantificó la dirección y la magnitud de la corriente eléctrica, y demostró que los impulsos del animal eran de hecho eléctricos al observar chispas y desviaciones en un galvanómetro . [19]

Biónica

Investigadores de la Universidad de Yale y el Instituto Nacional de Estándares y Tecnología argumentan que se podrían construir células artificiales que no solo reproduzcan el comportamiento eléctrico de las células de la anguila eléctrica, sino que también las mejoren. Se podrían desarrollar versiones artificiales de las células generadoras de electricidad de la anguila como fuente de energía para implantes médicos y otros dispositivos microscópicos. [7]

Ecología e historia de vida

Habitat

Las anguilas eléctricas habitan las aguas dulces de las cuencas de los ríos Amazonas y Orinoco en América del Sur, en llanuras aluviales, pantanos, arroyos, pequeños ríos y llanuras costeras. A menudo viven sobre fondos fangosos en aguas tranquilas o estancadas. [11]

Ecología alimentaria

Las anguilas eléctricas se alimentan de invertebrados , aunque las anguilas adultas también pueden consumir peces y pequeños mamíferos , como las ratas . Las crías primogénitas comen otros huevos y embriones de nidadas posteriores . [11] Los juveniles comen invertebrados, como camarones y cangrejos .

Se ha descubierto que una especie, la anguila eléctrica Volta ( Electrophorus voltai ) caza en grupos. [20] [21]

Reproducción

La anguila eléctrica es conocida por su comportamiento de reproducción inusual. En la estación seca, una anguila macho hace un nido con su saliva en el que la hembra pone sus huevos. Hasta 3.000 crías nacen de los huevos en un nido. Los machos crecen hasta ser más grandes que las hembras [22] [23] en unos 35 cm (14 pulgadas). [24]

En zoológicos y colecciones privadas

Estos peces siempre han sido buscados por algunos recolectores de animales, pero capturarlos es difícil, porque la única opción razonable es cansar a las anguilas descargando continuamente su electricidad . [ cita requerida ] Los órganos eléctricos del pez eventualmente se descargan por completo, lo que permite al recolector meterse en el agua con relativa seguridad. [23]

Mantener anguilas eléctricas en cautiverio es difícil y se limita principalmente a zoológicos y acuarios, aunque algunos aficionados las han mantenido como mascotas.

El Acuario de Tennessee en los Estados Unidos es el hogar de una anguila eléctrica. Llamada Miguel Wattson, la exhibición de la anguila está conectada a una pequeña computadora que envía un tweet escrito previamente cuando emite electricidad en un umbral lo suficientemente alto. [25] [26]

Historia taxonómica

La especie es tan inusual que ha sido reclasificada varias veces. Cuando fue descrito originalmente por Carl Linnaeus en 1766, usó el nombre Gymnotus electricus , colocándolo en el mismo género que Gymnotus carapo (pez cuchillo con bandas) que había descrito varios años antes. Fue sólo alrededor de un siglo más tarde, en 1864, que la anguila eléctrica se trasladó a su propio género Electróforo por Theodore Gill . [27]

Más tarde, la anguila eléctrica se consideró lo suficientemente distinta como para tener su propia familia, Electrophoridae, pero desde entonces se ha fusionado con la familia Gymnotidae , junto con Gymnotus . [14] [28] [29]

En septiembre de 2019, C. David de Santana et al. trabajo publicado que sugiere fuertemente la división de Electrophorus electricus en tres especies basadas en la divergencia del ADN, la ecología y el hábitat, la anatomía y fisiología y la capacidad eléctrica. Las tres especies propuestas son E. electricus , E. voltai sp. nov. y E. varii sp. nov. [2]

Referencias

  1. ^ " Electrophorus electricus " . Lista Roja de Especies Amenazadas de la UICN . Consultado el 7 de junio de 2014 .
  2. ^ a b c d de Santana CD, Crampton WG, Dillman CB, Frederico RG, Sabaj MH, Covain R, et al. (Septiembre de 2019). "Diversidad de especies inesperada en anguilas eléctricas con una descripción del generador de bioelectricidad vivo más fuerte" (PDF) . Comunicaciones de la naturaleza . 10 (1): 4000. Bibcode : 2019NatCo..10.4000D . doi : 10.1038 / s41467-019-11690-z . PMC 6736962 . PMID 31506444 . Archivado desde el original (PDF) el 10 de septiembre de 2019 . Consultado el 10 de septiembre de 2019 .   
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  4. ^ Albert JS (2001). "Diversidad de especies y sistemática filogenética de peces cuchillo americano (Gymnotiformes, Teleostei)". Misc. Publ. (190): 1–127. hdl : 2027,42 / 56433 .
  5. ^ Boutilier R (1990). Intercambio de gases de vertebrados: del medio ambiente a la célula . Avances en fisiología comparativa y ambiental 6. Springer-Verlag Berlin. pag. 285. ISBN 9783642753800.
  6. ^ Johansen K, Lenfant C, Schmidt-Nielsen K, Petersen JA (junio de 1968). "Intercambio de gases y control de la respiración en la anguila eléctrica, Electrophorus electricus". Zeitschrift für vergleichende Physiologie . 61 (2): 137–63. doi : 10.1007 / BF00341112 . S2CID 22364103 . 
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  8. ↑ Gill V (4 de diciembre de 2014). "Anguilas eléctricas 'controlan a distancia presas ' " . BBC News .
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Otras lecturas

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  • Catania K (diciembre de 2014). "El impactante ataque depredador de la anguila eléctrica". Ciencia . Nueva York, NY 346 (6214): 1231–4. Código Bibliográfico : 2014Sci ... 346.1231C . doi : 10.1126 / science.1260807 . PMID  25477462 . S2CID  14371418 .
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  • Turkel WJ (2013). Spark from the Deep: How impactantes experimentos con peces fuertemente eléctricos impulsaron el descubrimiento científico . Baltimore: Prensa de la Universidad Johns Hopkins.

enlaces externos

  • 1954 educational film about the electric eel from the Moody Institute of Science