Órgano eléctrico (biología)
En biología , el órgano eléctrico es un órgano común a todos los peces eléctricos que se utilizan para crear un campo eléctrico . El órgano eléctrico se deriva de tejido nervioso o muscular modificado. [1] La descarga eléctrica de este órgano se utiliza para la navegación , comunicación, apareamiento, defensa y también a veces para la incapacitación de presas . [2] [3]
En la década de 1770, los órganos eléctricos del torpedo y la anguila eléctrica fueron objeto de artículos de la Royal Society de Hunter, Walsh y Williamson. Parece que han influido en el pensamiento de Luigi Galvani y Alessandro Volta , los fundadores de la electrofisiología y la electroquímica. [4]
En el siglo XIX, Charles Darwin discutió el órgano eléctrico en su Origen de las especies como un ejemplo probable de evolución convergente : "Pero si los órganos eléctricos hubieran sido heredados de un antiguo progenitor así proporcionado, podríamos haber esperado que todos los peces eléctricos hubieran sido han estado especialmente relacionados entre sí ... Me inclino a creer que casi de la misma manera que dos hombres a veces han dado con la misma invención de forma independiente, así la selección natural , trabajando por el bien de cada ser y aprovechándose de variaciones análogas, ha a veces modificó casi de la misma manera dos partes en dos seres orgánicos ". [5]
Desde el siglo XX, los órganos eléctricos han recibido un estudio extenso, por ejemplo , el artículo pionero de Hans Lissmann de 1951 [6] y su revisión de su función y evolución en 1958. [7] Más recientemente, los electrocitos de Torpedo californica se utilizaron en la primera secuenciación del receptor de acetilcolina por Noda y sus colegas en 1982, mientras que los electrocitos de Electrophorus sirvieron en la primera secuenciación del canal de sodio dependiente de voltaje por Noda y sus colegas en 1984. [8]
Los órganos eléctricos han evolucionado al menos seis veces en varios peces teleósteos y elasmobranquios . [9] [10] [11] [12] En particular, han evolucionado de manera convergente en los grupos de peces eléctricos Mormyridae africanos y Gymnotidae sudamericanos . Los dos grupos están relacionados lejanamente, ya que compartían un ancestro común antes de que el supercontinente Gondwana se dividiera en los continentes americano y africano, lo que provocó la divergencia de los dos grupos. Un evento de duplicación del genoma completo en el linaje de teleósteos permitió la neofuncionalización del canal de sodio dependiente de voltaje.gen Scn4aa que produce descargas eléctricas. [13] [14]
Aunque investigaciones anteriores apuntaban a la convergencia del desarrollo genético exacto de los mismos genes y vías de desarrollo y celulares para producir un órgano eléctrico en los diferentes linajes, la investigación genómica más reciente ha demostrado tener más matices. [15]La transcriptómica comparativa de los linajes Mormyroidea, Siluriformes y Gymnotiformes realizada por Liu (2019) concluyó que, aunque no existe una evolución paralela de todos los transcriptomas de órganos eléctricos entre diferentes linajes, hay un número significativo de genes que exhiben cambios de expresión génica paralelos en el nivel de vías y funciones biológicas. Aunque los órganos eléctricos de estos diversos linajes pueden haber resultado de diferentes alteraciones genéticas, los genes que cambiaron de expresión durante la evolución del músculo esquelético a órganos de descarga probablemente eran genes con funciones similares dentro de sus respectivos organismos. Estos resultados solidifican la hipótesis de que no son genes diferentes sino funciones biológicas conservadas las que juegan un papel crucial en la convergencia de este fenotipo complejo particular.[16] A pesar de que diferentes genes están involucrados en el proceso de desarrollo del órgano eléctrico, el resultado final se obtuvo a través de vías y funciones biológicas similares a gran escala.
