15.9I: Órganos Eléctricos y Electorreceptores

Figura 15.9.9.1 Electrochapa

En reposo, el interior de cada electrocito, como una célula nerviosa o muscular, está cargado negativamente con respecto a las dos superficies exteriores. El potencial es de aproximadamente 0.08 voltios, pero debido a que las cargas se alternan, no fluye corriente. Cuando un impulso nervioso alcanza la superficie posterior, la entrada de iones de sodio revierte momentáneamente la carga tal como lo hace en el potencial de acción de los nervios y músculos. (En la mayoría de los peces, los electrocitos son, de hecho, células musculares modificadas). Aunque la superficie posterior es ahora negativa, la superficie anterior sigue siendo positiva. Las cargas ahora se refuerzan entre sí y una corriente fluye tal como lo hace a través de una batería eléctrica con las celdas cableadas en “serie”.

Con sus varios miles de electrocitos, la anguila eléctrica sudamericana (Electrophorus electricus) produce voltajes de hasta 600 voltios. El flujo (amperaje) de la corriente es suficiente (0.25—0.5 amperios) para aturdir, si no matar, a un humano. El pulso de corriente se puede repetir varios cientos de veces cada segundo.

Poderosos órganos eléctricos como los de la anguila eléctrica se utilizan como armas para aturdir a las presas así como a los depredadores potenciales.

El Mecanismo

En la edición del 5 de diciembre de 2014 de Science, Kenneth Catania describe sus experimentos que revelaron cómo la anguila eléctrica captura a su presa.

Mientras explora su entorno, la anguila emite una serie continua de descargas de bajo voltaje. Periódicamente los interrumpe con una descarga de 2 o 3 pulsos de alto voltaje. Estos hacen que las presas cercanas, por ejemplo, un pez, se muevan. Dentro de una pequeña fracción de segundo (20—40 ms) de detectar la contracción nerviosa, la anguila desata una volea (~400 por segundo) de descargas de alto voltaje que aturden a la presa permitiendo que la anguila la capture.

Notablemente, tanto la respuesta de contracción como la inmovilización son desencadenadas por las propias neuronas motoras de la presa. Un par de pulsos induce una breve contracción mientras que una descarga de descargas induce el tétanos.

Aunque los potenciales de acción en las neuronas motoras de la presa no se midieron directamente, dos evidencias apoyan este mecanismo.

1. Las respuestas permanecieron intactas incluso cuando el cerebro y la médula espinal de la presa fueron destruidos, eliminando así la posibilidad de que la presa dependiera de un reflejo sensorial →cns→motor.
2. Curare, que bloquea la transmisión de potenciales de acción a través de la unión neuromuscular, bloqueó las respuestas de la presa.

Entonces, la caza por la anguila eléctrica implica un preliminar de 2 o 3 pulsos potentes para -en palabras de Catania- responder a la pregunta “¿Eres presa viva?”. Si la respuesta es “sí”, la presa queda rápidamente aturdida y lista para comer.

Órganos Eléctricos Débiles

Los órganos eléctricos de muchos peces son demasiado débiles para ser armas. En su lugar se utilizan como dispositivos de señalización.

Muchos peces, además de la anguila eléctrica, emiten un tren continuo de señales eléctricas para detectar objetos en el agua que los rodea. El sistema opera algo así como un radar submarino y requiere que los peces también tengan electrorreceptores (que se encuentran en la piel). La presencia de objetos en el agua distorsiona los campos eléctricos creados por los peces, y esta alteración es detectada por los electrorreceptores.

Los peces eléctricos utilizan su sistema de transmisor y receptor para funciones tales como

• navegar en aguas turbias y/o de noche
• localizar parejas potenciales
• defensa de su territorio frente a rivales de la misma especie
• atraer a otros miembros de su especie a las escuelas