Órgano eléctrico (biología)
En biología , el órgano eléctrico es un órgano común a todos los peces eléctricos que se utiliza 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 , la comunicación, el apareamiento, la defensa y, a veces, también para incapacitar a las 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. Parecen haber 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 antepasado antiguo así provisto, podríamos haber esperado que todos los peces eléctricos hubieran tenido han estado especialmente relacionados entre sí... Me inclino a creer que casi de la misma manera que dos hombres a veces independientemente han dado con el mismo invento, así la selección natural , trabajando para el bien de cada ser y aprovechando variaciones análogas, ha a veces modificado casi de la misma manera dos partes en dos seres orgánicos". [5]
Desde el siglo XX, los órganos eléctricos han sido objeto de extensos estudios, 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 Torpedo californica se utilizaron en la primera secuenciación del receptor de acetilcolina por Noda y colegas en 1982, mientras que los electrocitos de Electrophorus sirvieron en la primera secuenciación del canal de sodio dependiente de voltaje por Noda y 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 tienen una relación lejana, ya que compartieron un ancestro común antes de que el supercontinente Gondwana se dividiera en los continentes americano y africano, lo que llevó a 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 voltajegen Scn4aa que produce descargas eléctricas. [13] [14]
Aunque investigaciones previas señalaron la convergencia del desarrollo genético exacto de los mismos genes y vías de desarrollo y celulares para hacer 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 hay una evolución paralela de los transcriptomas completos de los órganos eléctricos entre los diferentes linajes, hay una cantidad significativa de genes que exhiben cambios paralelos en la expresión de genes 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 los 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 a gran escala similares.
