Electrophorus electricus


Classificazione e Generalità

Electrophorus electricus appartiene all'ordine dei Gymnotiformes ed alla famiglia degli Electrophoridae; la specie Electrophorus electricus venne originariamente identificata la Linneo nel 1766 come Gymnotus electricus mentre il genere Electrophorus fu descritto solo successivamente da Gill nel 1864. Comunemente viene chiamato Anguilla elettrica o Gimnoto o Electric eel.

 Electrophorus è il solo genere della famiglia, ma sono note altre due specie di questo genere: più esattamente Electrophorus chiaje ed Electrophorus multivalvulus.

 Electrophorus electricus vive nel bacino dell'Orinoco e più in generale in tutti i fiumi Amazzonici.

Un individuo adulto può raggiungere una lunghezza di 2.5 m. La maggior parte degli organi interni sono localizzati nel quinto frontale del pesce; il resto del corpo contiene gli organi generatori di elettricità, rappresentati da muscoli modificati. Le scaglie che ricoprono il suo corpo sono piccole, così come sono piccoli i suoi occhi e la sua capacità visiva diminuisce con l'età. Al contrario con l'aumentare dell'età aumenta la sua capacità di generare elettricità; un individuo adulto può produrre shock elettrici valutabili in circa 600 volts. La sua dieta abituale è caratterizzata da altri pesci, la riproduzione avviene per deposizione di uova, cioè è oviparo.

 Electrophorus electricus è ben adattato agli ambienti fangosi e, in mancanza di una visione adeguata, sfrutta le sue elevate capacità di elettrorecezione in grado queste di fornirgli informazioni sull'ambiente, sulle prede e sui predatori.

La sua valenza economica è pressoché nulla sebbene occasionalmente può entrare nella dieta alimentare di alcune popolazioni dell'Amazzonia. Grande attenzione, al contrario, gli viene riservata da parte dei ricercatori per le sue attitudini eletrogeniche ed elettrorecettive.

Un gran numero di ricerche sono state condotte sull'acetilcolinaesterasi del pesce che inibisce i neurotrasmettitori dell'acetilcolina alle giunzioni sinaptiche tra i nervi e le cellule muscolari. Poiché gli organi elettrici di questa specie sono rappresentati da cellule muscolari modificate, la funzione dell'acetilcolinaesterasi è fondamentale per generare lo shock elettrico. Sincronizzare la neurotrasmissione è di estrema importanza per permettere ai 6000 e più elettrociti in sequenza di provocare la scarica simultaneamente. Altro campo di estremo interesse per i ricercatori sono i canali Na+/K+ in grado di produrre il potenziale elettrico nelle cellule muscolari modificate.


Caratteristiche salienti

1) Elettrogenesi

L'Electric eel è in grado di generare una corrente sino a circa 600 volt mediante l'attivazione sincronizzata di circa 6000 elettrociti in sequenza. Queste cellule, localizzate negli organi elettrici dell'animale, funzionano come una fila di minuscole batterie. A riposo, i canali Na+/K+ pompano ioni positivi fuori dalla cellula e determinano quindi un potenziale di riposo. Sotto la stimolazione dei nervi cellulari, gli ioni vengono sospinti a ritroso dentro la cellula creando conseguentemente una differenza di potenziale che genera il flusso di corrente.

Sebbene Electrophorus electricus sia in grado di generare sino a 600 volt, abitualmente esso produce una minore tensione per scopi sensoriali e comunicativi. Viene classificato come "pulse-generating electric fish", in contrapposizione a "wave-generating electric fish", in quanto emette segnali elettrici a bassa frequenza in momenti distinti. É anche classificato come "strongly electric fish" per distinguerlo da "weakly electric fish" che utilizzano la loro elettrogenicità per scopi sensoriali e comunicativi ma non per shock. La Torpedine è un altro esempio di "strongly electric fish".

Svariate sono le funzioni delle pulsazioni elettriche generate dagli Electric eel. Lo shock viene utilizzato per la difesa personale od in conseguenza ad uno spavento o, infine, per paralizzare una preda. Gli impulsi comunicativi vengono utilizzati per segnalare, ad altri individui della specie, l'età, il sesso e lo stato alimentare. Le funzioni sensoriali forniscono all'animale informazioni in merito all'ambiente determinando una mappatura dell'areale molto dettagliata e sicuramente superiore a quella ottenibile grazie all'impiego dei suoi organi visivi, quasi inutili allo scopo.

 2) Elettrorecezione

Di base vi sono due tipi di cellule coinvolte nell'elettrorecezione, le quali hanno entrambe modificato la linea di recettori laterali, primitivamente utilizzate per la recezione del movimento nell'acqua. Il primo tipo, noti come recettori ad ampolla, consentono il riconoscimento dei campi elettrici a bassa frequenza (tra 0.2 e 20 Hertz) e sono stati individuati tanto in pesci non elettrogenici, come ad esempio gli squali, quanto in quelli elettrogenici. Il secondo tipo, detti recettori a tubero, è una successiva modificazione della linea di recettori laterali e può individuare frequenza che variano tra 30 e 1500 Hertz. Questi vengono utilizzati dall'animale per monitorare la propria scarica degli organi elettrici. L'elettrorecezione viene utilizzata, come già detto, per ottenere informazioni dall'ambiente circostante.

 3) Modificazione del nuoto

Al fine di massimizzare la sua capacità elettrorecettiva, l'Electric eel possiede un corpo lungo e sottile. Se questo corpo dovesse ondeggiare vistosamente durante il nuoto, il movimento disturberebbe l'abilità dell'animale in merito alla propria scarica degli organi elettrici. Pertanto, analogamente ad altri pesci elettrici, Electrophorus electricus ha sviluppato un particolare modo di nuotare che determina un minimo disturbo nei confronti del proprio corpo lungo e stretto. Esso ha perso le proprie pinne dorsali ed ha sviluppato una pinna anale in grado di trasportare l'intera lunghezza del corpo. Naturalmente questo strumento natatorio non rende Electrophorus electricus un agile nuotatore, ma è estremamente utile per un movimento in ambienti bui e fangosi (un esempio del nuoto di Electrophorus electricus).

 4) Respirazione

Una delle caratteristiche delle acque dell'Orinoco e dei fiumi dell'Amazzonia, dove vive Electrophorus electricus, è la bassa concentrazione dell'ossigeno disciolto. Ciò ne renderebbe difficoltosa la respirazione se venisse assorbito l'ossigeno solo attraverso le branchie, pertanto l'animale ha sviluppato anche un apparato respiratorio nella propria bocca. Questo è un organo massicciamente diverticolato, con una mucosa fortemente vascolarizzata che si atteggia in pieghe accostate le une alle altre quando la bocca è chiusa. I due organi respiratori appena descritti permettono rispettivamente l'assorbimento del 22 e del 78% dell'ossigeno. Il biossido di carbonio viene epulso principalmente attraverso la pelle (81%), ma anche mediante la bocca (19%). Electrophorus electricus ha una respirazione aerea obbligata infatti, deve emergere ogni due minuti circa per respirare. Se questa possibilità gli viene impedita trova la morte in circa 20 minuti.

L'Electric eel ha un numero sorprendentemente elevato di adattamenti che lo aiutano a vivere in ambienti fangosi poveri di ossigeno. Sebbene si ritenga una specializzazione elettiva quella di generare scariche elettriche di circa 600 volts, questa è solo una delle sue molteplici caratteristiche.


Bibliografia su E. electricus

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Link su E. electricus

Fish Capsule Report for Biology of Fishes

Gymnotiformes

Most Electric Animal

Protein: Acetylcholinesterase from Electric eel

Memoria prima sull'elettricità animale

Dagli studi sulle torpedini alla pila di Volta

Weakly Electric Fish

Cenni storici della terapia delle affezioni dolorose

L'anguilla elettrica, o gimnoto (Electrophorus electricus)

Journey into Amazonia

Los peces eléctricos

Dònde viven los peces eléctricos

Adventures in Cybersound: Luigi Galvani

The discovery of bioelectricity