Electrophorus electricus

La llamada anguila eléctrica (Electrophorus electricus), también llamada temblón, temblador, gimnoto, pilaké o poraquê, es una especie de pez de la familia Gymnotidae.^[2]​ Puede emitir descargas eléctricas de hasta 850 voltios a partir de un grupo de células especializadas^[3]​. Emplea las descargas eléctricas para cazar presas, para defenderse y para comunicarse.^[2]​ Es la especie tipo del género Electrophorus, el cual está integrado por otras 2 especies.^[4]​

Anguila eléctrica
Estado de conservación
Preocupación menor (UICN 3.1)^[1]​
Taxonomía
Reino:	Animalia
Filo:	Chordata
Clase:	Actinopterygii
Orden:	Gymnotiformes
Familia:	Gymnotidae
Género:	Electrophorus
Especie:	E. electricus (Linnaeus, 1766)
Sinonimia
Gymnotus electricus Linnaeus, 1766 Gymnotus regius Chiaje, 1847 Electrophorus multivalvulus Nakashima, 1941
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Descripción

La similitud con la anguila está dada sobre todo por su cuerpo fusiforme y largo, de hasta 2 metros y medio y 20 kilogramos de peso, cubierto por una piel de color verdoso desprovista casi completamente de escamas. La cabeza es aplanada y la boca grande, con una hilera de dientes cónicos en cada mandíbula. No presenta dimorfismo sexual apreciable. A pesar de su nombre común, este pez no es una anguila verdadera, sino un pez miembro de la familia de los gimnótidos, los cuales son del mismo orden que los peces hacha.

Fisiología

E. electricus tiene tres pares de órganos abdominales que producen electricidad: el órgano principal, el órgano de Hunter y el órgano de Sachs. Estos órganos ocupan una gran parte de su cuerpo, y dan a la anguila eléctrica la capacidad de generar dos tipos de descargas eléctricas de órganos: de bajo y de alto voltaje. Estos órganos están formados por electrocitos, alineados para que una corriente de iones pueda fluir a través de ellos y apilados para que cada uno se sume a una diferencia de potencial.^[5]​ Los tres órganos eléctricos se desarrollan a partir del músculo y presentan varias propiedades bioquímicas y características morfológicas del sarcolema muscular; se encuentran simétricamente a lo largo de ambos lados de la anguila.^[6]​

Cuando la anguila encuentra su presa, el cerebro envía una señal a través del sistema nervioso a los electrocitos. Esto abre los canales de iones, permitiendo que fluya el sodio, invirtiendo la polaridad momentáneamente. Al provocar una diferencia repentina de potencial eléctrico, genera una corriente eléctrica de manera similar a una batería, en la que las placas apiladas producen cada una una diferencia de potencial eléctrico.^[5]​ 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 su víctima a través de pulsos eléctricos, pueden evitar que la presa se escape u obligarla a moverse para poder localizar su posición. ^[7]​^[8]​

La anguila eléctrica utiliza la electricidad de varias maneras. Los voltajes bajos se utilizan para percibir el entorno circundante. Los altos voltajes se utilizan para detectar a las presas y, por separado, aturdirlas, momento en el que la anguila eléctrica aplica una mordida de succión.^[9]​

 

Anatomía de los órganos eléctricos de una anguila eléctrica.

El órgano de Sachs está asociado a la electrolocación. En el interior del órgano hay muchas células de tipo muscular, llamadas electrocitos. Cada célula produce 0,15 V, y las células están apiladas en serie para permitir que el órgano genere casi 10 V a unos 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.^[10]​

Existen varias diferencias fisiológicas entre los tres órganos eléctricos, que les permiten tener funciones muy diferentes. El órgano eléctrico principal y la sección de alto voltaje del órgano de Hunter son ricos en calmodulina, una proteína que participa en la producción de alto voltaje.^[11]​ 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. Los órganos principal y de Hunter tienen una alta expresión de esta proteína, lo que le confiere una alta sensibilidad a los cambios en la concentración de iones, mientras que el órgano de Sachs tiene una baja expresión de esta proteína.^[12]​

La potencia típica es suficiente para aturdir o disuadir a prácticamente cualquier animal. Las anguilas pueden variar la intensidad de la descarga eléctrica, utilizando descargas menores para cazar y mayores intensidades para aturdir a las presas o defenderse. También pueden concentrar la descarga enroscándose y haciendo contacto en dos puntos a lo largo de su cuerpo.^[13]​ Cuando se agitan, pueden producir estas descargas eléctricas intermitentes durante al menos una hora sin cansarse.

E. electricus también posee receptores tubulares sensibles a la alta frecuencia, que se distribuyen en parches por su cuerpo. Esta característica es aparentemente útil para cazar otros Gymnotiformes.^[10]​ E. electricus ha sido prominente en el estudio de la bioelectricidad desde el siglo XVIII.^[14]​ La especie es de cierto interés para los investigadores, que hacen uso de su acetilcolinesterasa y adenosina trifosfato.^[15]​^[16]​

A pesar de ser la primera especie descrita del género y, por tanto, el ejemplo más famoso, E. electricus tiene en realidad el voltaje máximo más débil de las tres especies del género, con sólo 480 voltios (frente a los 572 voltios de E. varii y los 860 voltios de E. voltai).^[3]​

Distribución y hábitat

Esta especie es nativa del norte de Sudamérica, donde se encuentran en la cuenca del Orinoco y en los ríos que bajan desde el escudo guayanés hacia el océano, con desembocaduras en las Guayanas. Habita en aguas con buena oxigenación, bajas en conductividad, con sustratos rocosos y con presencia de rápidos y cascadas. Su cráneo deprimido puede ser una especialización morfológica, estando adaptado a alimentarse en sustratos rocosos y ofrecer menos resistencia a los fuertes flujos de las corrientes.^[4]​

Referencias

1. Reis, R y Lima, F. (2009). «Electrophorus electricus». Lista Roja de especies amenazadas de la UICN 2011.2 (en inglés). ISSN 2307-8235. Consultado el 5 de abril de 2012. 
2. «Electrophorus electricus (TSN 163322)». Sistema Integrado de Información Taxonómica (en inglés). 
3. de Santana, C. David; Crampton, William G. R. (September 2019). . Nature Communications 10 (1): 4000. Bibcode:2019NatCo..10.4000D. PMC 6736962. PMID 31506444. doi:10.1038/s41467-019-11690-z. Archivado desde el original el 10 de septiembre de 2019. Consultado el 10 de septiembre de 2019. 
4. C. David de Santana, William G.R. Crampton, Casey B. Dillman, Renata G. Frederico, Mark H. Sabaj, Raphaël Covain, Jonathan Ready, Jansen Zuanon, Renildo R. de Oliveira, Raimundo N. Mendes-Júnior, Douglas A. Bastos8, Tulio F. Teixeira, Jan Mol, Willian Ohara, Natália Castro e Castro, Luiz A. Peixoto, Cleusa Nagamachi, Leandro Sousa, Luciano F. A. Montag, Frank Ribeiro, Joseph C. Waddell, Nivaldo M. Piorsky, Richard P. Vari, and Wolmar B. Wosiacki (2019). Unexpected species diversity in electric eels with a description of the strongest living bioelectricity generator. Nature Communications 10(1) DOI: 10.1038/s41467-019-11690-z.
5. Xu, Jian; Lavan, David A. (Noviembre 2008). «Diseño de células artificiales para aprovechar el gradiente biológico de concentración de iones». Nature Nanotechnology 3 (11): 666-70. Bibcode:2008NatNa...3..666X. PMC 2767210. PMID 18989332. doi:10.1038/nnano.2008.274. 
6. Mermelstein, Claudia Dos Santos; Costa, Manoel Luis; Moura Neto, Vivaldo (September 2000). «The cytoskeleton of the electric tissue of Electrophorus electricus, L.». Anais da Academia Brasileira de Ciências 72 (3): 341-351. ISSN 0001-3765. PMID 11028099. doi:10.1590/S0001-37652000000300008. 
7. Gill, Victoria (4 de diciembre de 2014). «Las anguilas eléctricas "controlan a distancia a sus presas"». BBC News. 
8. «Las anguilas eléctricas controlan a distancia los sistemas nerviosos de sus presas». 17 de febrero de 2015. 
9. Catania, Kenneth C. (Abril 2019). «Shock & Awe». Science American 320 (4): 62-69. 
10. FishBase, genus=Electrophorus, species=electricus, December 2005
11. Traeger, Lindsay L.; Sabat, Grzegorz; Barrett-Wilt, Gregory A. et al. (Julio 2017). «Una cola de dos voltajes: Comparación proteómica de los tres órganos eléctricos de la anguila eléctrica». Science Advances 3 (7): e1700523. Bibcode:2017SciA....3E0523T. PMC 5498108. PMID 28695212. doi:10.1126/sciadv.1700523. 
12. Ching, Biyun; Woo, Jia M.; Hiong, Kum C. et al. (20 de marzo de 2015). «Isoformas de la subunidad α de la Na+/K+-ATPasa (nkaα) y sus niveles de expresión de ARNm, abundancia global de la proteína Nkaα y las propiedades cinéticas de Nka en el músculo esquelético y tres órganos eléctricos de la anguila eléctrica, Electrophorus electricus». PLOS ONE 10 (3): e0118352. Bibcode:2015PLoSO..1018352C. PMC 4368207. PMID 25793901. doi:10.1371/journal.pone.0118352. 
13. Catania, Kenneth C. (Noviembre 2015). «Las anguilas eléctricas concentran su campo eléctrico para inducir la fatiga involuntaria en presas que luchan». Current Biology 25 (22): 2889-98. PMID 26521183. doi:10.1016/j.cub.2015.09.036. 
14. Albert, J. S.; Zakon, H. H.; Stoddard, P. K. et al. (2008). «El caso de la secuenciación del genoma de la anguila eléctrica, Electrophorus electricus». Journal of Fish Biology 72 (2): 331-354. doi:10.1111/j.1095-8649.2007.01631.x. 
15. Simon, Stéphanie; Massoulié, J. (December 1997). «Clonación y expresión de la acetilcolinesterasa de Electrophorus. Splicing pattern of the 3' exons in vivo and in transfected mammalian cells». The Journal of Biological Chemistry 272 (52): 33045-55. PMID 9407087. doi:10.1074/jbc.272.52.33045. 
16. Zimmermann, H.; Denston, C. R. (Julio 1976). «Trifosfato de adenosina en vesículas colinérgicas aisladas del órgano eléctrico de Electrophorus electricus». Brain Research 111 (2): 365-76. PMID 949609. S2CID 5619963. doi:10.1016/0006-8993(76)90780-0. 

• "Electrophorus electricus". En FishBase (Rainer Froese y Daniel Pauly, eds.). Consultada en abril de 2012. N.p.: FishBase, 2012.

Bibliografía

• Catania, Kenneth C., "The Shocking Predatory Strike of the Electric Eel", Science, Vol.346, No.6214, (5 December 2014), pp. 1231–1234.
• Catania, K.C., "Leaping Eels Electrify Threats, Supporting Humboldt’s Account of a Battle with Horses", Proceedings of the National Academy of Sciences, Vol.113, No.13 (21 June 2016), pp.6979-6984.
• Catania, Kenneth C. (2017). «Power Transfer to a Human during an Electric Eel's Shocking Leap». Current Biology 27 (18): 2887-2891.e2. PMID 28918950. doi:10.1016/j.cub.2017.08.034. 
• Finger S., "Dr. Alexander Garden, a Linnaean in Colonial America, and the Saga of Five 'Electric Eels'", Perspectives in Biology and Medicine, Vol.53, No.3, (Summer 2010), pp. 388–406.
• Finger, S. & Piccolino, M., The Shocking History of Electric Fishes: From Ancient Epochs to the Birth of Modern Neurophysiology, Oxford University Press, (New York), 2011.
• Gervais, R (2017). «Phenomenological Understanding and Electric Eels». Theoria 32 (3): 293-302. doi:10.1387/theoria.17294. 
• Plumb, G., "The 'Electric Stroke' and the 'Electric Spark': Anatomists and Eroticism at George Baker's Electric Eel Exhibition in 1776 and 1777", Endeavour, Vol.34, No.3, (September 2010), pp. 87–94.
• Traeger, L.L.; Sabat, G.; Barrett-Wilt, G.A.; Wells, G.B.; Sussman, M.R. (July 2017). «A Tail of Two Voltages: Proteomic Comparison of the Three Electric Organs of the Electric Eel». Science Advances 3 (7): e1700523. Bibcode:2017SciA....3E0523T. PMC 5498108. PMID 28695212. doi:10.1126/sciadv.1700523. 
• Turkel, W.J., Spark from the Deep: How Shocking Experiments with Strongly Electric Fish Powered Scientific Discovery, Johns Hopkins University Press, (Baltimore), 2013.

Enlaces externos

• Artículo en National Geographic sobre la técnica de caza de la anguila eléctrica

•   Datos: Q201235
•   Multimedia: Electrophorus electricus / Q201235
•   Especies: Electrophorus electricus