Electrophorus electricus

Electrophorus electricus es la especie de anguila eléctrica más conocida. Es un pez eléctrico sudamericano. Hasta el descubrimiento de dos especies adicionales en 2019, el género se clasificó como monotípico, siendo esta especie la única del género. 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.

Historia taxonómica

La especie ha sido reclasificada varias veces. Cuando Carl Linnaeus lo describió originalmente en 1766, usó el nombre Gymnotus electricus, ubicándolo en el mismo género que Gymnotus carapo (pez cuchillo con bandas) que había descrito varios años antes.. Solo un siglo después, en 1864, Theodore Gill trasladó la anguila eléctrica a su propio género Electrophorus.

En septiembre de 2019, David de Santana et al. sugirió la división del género en tres especies según la divergencia del ADN, la ecología y el hábitat, la anatomía y la fisiología, y la capacidad eléctrica: E. electricus, E. volti sp. noviembre, y E. variedad sp. nov. El estudio encontró que E. electricus como la especie hermana de E. voltai, con ambas especies divergiendo durante el Plioceno.

Anatomía

Comparación de las tres especies de Electroforus

E. electricus tiene un cuerpo alargado y cilíndrico, que suele crecer hasta unos 2 m (6 pies 7 pulgadas) de largo y 20 kg (44 lb) de peso, lo que los convierte en los gimnotiformes más grandes. Su coloración es marrón grisácea oscura en el dorso y amarilla o naranja en el vientre. Las hembras maduras tienen un abdomen más oscuro. No tienen escamas. La boca es cuadrada y está situada al final del hocico. La aleta anal se extiende a lo largo del cuerpo hasta la punta de la cola. Como en otros peces ostariofisanos, la vejiga natatoria tiene dos cámaras. La cámara anterior está conectada con el oído interno por una serie de pequeños huesos derivados de las vértebras del cuello llamado 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. Como respiradores de aire obligados, E. electricus debe subir a la superficie cada diez minutos más o menos para inhalar antes de volver al fondo. Casi el ochenta por ciento del oxígeno que utilizan los peces se obtiene de esta forma.

Fisiología

E. electricus tiene tres pares de órganos abdominales que producen electricidad: el órgano principal, el órgano de Hunter y el órgano de Sachs. Organo. Estos órganos ocupan gran parte de su cuerpo, y le dan a la anguila eléctrica la capacidad de generar dos tipos de descargas eléctricas de órganos: 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 sume a una diferencia de potencial. 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.

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 el sodio fluya, invirtiendo la polaridad momentáneamente. Al causar una diferencia repentina en el potencial eléctrico, genera una corriente eléctrica de manera similar a una batería, en la que las placas apiladas producen una diferencia de potencial eléctrico. Las anguilas eléctricas también son capaces de controlar el sistema nervioso 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 escape o forzarla a moverse para que puedan ubicar su posición.

Las anguilas eléctricas utilizan la electricidad de múltiples maneras. Los voltajes bajos se utilizan para detectar el entorno circundante. Se utilizan altos voltajes para detectar presas y, por separado, aturdirlas, momento en el que la anguila eléctrica aplica una mordida de alimentación por succión.

Anatomía de los órganos eléctricos de un anguila

Sachs' El órgano está asociado con la electrolocalización. Dentro del órgano hay muchas células parecidas a músculos, llamadas electrocitos. Cada celda produce 0,15 V, las celdas se apilan en serie para permitir que el órgano genere casi 10 V a una frecuencia de alrededor de 25 Hz. Estas señales son emitidas por el órgano principal; El órgano de Hunter puede emitir señales a velocidades de varios cientos de hercios.

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. 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 Sachs' órgano tiene una baja expresión de esta proteína.

La salida típica es suficiente para aturdir o disuadir prácticamente a cualquier animal. Las anguilas pueden variar la intensidad de la descarga eléctrica, utilizando descargas más bajas para cazar y mayores intensidades para aturdir a sus presas o defenderse. También pueden concentrar la descarga enroscándose y haciendo contacto en dos puntos a lo largo de su cuerpo. Cuando están agitados, pueden producir estas descargas eléctricas intermitentes durante al menos una hora sin cansarse.

E. electricus también posee receptores tuberosos sensibles a alta frecuencia, que se distribuyen en parches sobre su cuerpo. Esta característica aparentemente es útil para cazar otros Gymnotiformes. E. electricus ha sido prominente en el estudio de la bioelectricidad desde el siglo XVIII. La especie es de cierto interés para los investigadores, quienes hacen uso de su acetilcolinesterasa y trifosfato de adenosina.

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

Ecología e historia de vida

Eel eléctrico en el acuario de Nueva Inglaterra

Hábitat

E. electricus está restringida a hábitats de agua dulce en el Escudo Guayanés. Ahora se cree que las poblaciones de la cuenca del Amazonas, el escudo brasileño y otras partes del escudo guayanés pertenecen a E. vaii y E. voltio.

Ecología de alimentación

E. electricus se alimenta de invertebrados, aunque las anguilas adultas también pueden consumir peces y pequeños mamíferos, como las ratas. Las crías recién nacidas comen otros huevos y embriones de puestas posteriores. Los juveniles comen invertebrados, como camarones y cangrejos.

Reproducción

E. electricus es conocido por su inusual comportamiento reproductivo. 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 en unos 35 cm (14 in).