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L’organo elettrico

Oltre che nelle torpedini, anche nei Mormiriformi (Mormiridi e Gimnarchidi) è stata accertata la presenza di recettori elettrici: il G. Petersii presenta due organi dorsali e due ventrali che, derivanti dalla trasformazione dei muscoli caudali, sono situati sul peduncolo caudale ed assumono la forma di un piccolo cilindro. Quest'apparato è formato da un rivestimento esterno composto da tessuto connettivo fibroso ed un insieme interno di cellule muscolari specializzate che producono impulsi bio-elettrici, capaci di emettere ininterrottamente una debole corrente di alta frequenza e bassa intensità. Ogni organo contiene da 200 fino a 400 di queste cellule bio-elettriche che, con uno spessore di 0,001 millimetri, sono disposte una sopra l'altra per formare una colonna: ogni singola cellula può arrivare a creare una differenza di potenziale di 0,14 Volt ed è connessa in serie agli altri elementi della colonna mentre queste ultime sono disposte tra loro in parallelo. Infine queste placche bio-elettriche sono collegate tra loro tramite motoneuroni della linea laterale che partono dalla superficie posteriore.

Lo “Schnauzenorgan-response” e l’“electric sense” nel G. petersii: http://www.frontiersinzoology.com/content/6/1/21

Il funzionamento

Secondo alcuni studi il campo elettrico sviluppato da questi organi attiva dei recettori sensoriali chiamati mormiroblasti situati all'interno dello spesso strato mucoso che riveste l'epidermide. Sembra che i mormiroblasti agiscano da sensori di rilevamento dell'energia elettrica permettendo al pesce di usare l'apparato come un radar. Tramite scariche continue, il pesce crea un campo magnetico che si estende intorno al suo corpo con un raggio di 5/6 cm; questo campo gli permette di avvertire la presenza di elementi conduttori e non che vengono attraversati dall'elettricità. Ogni volta che un corpo con conduttività diversa dall’acqua gli si avvicina, le linee di forza del campo elettrico del pesce subiscono una modificazione:

- le linee del campo di forza convergono verso l'elemento: siamo in presenza di un corpo conduttore;
- le linee del campo di forza divergono dall'elemento: siamo in presenza di un corpo non conduttore.

Queste piccolissime variazioni (da 3 milionesimi fino a un miliardesimo di ampere) vengono captate dai mormiroblasti i quali inviano al cervello degli specifici segnali nervosi permettendo al pesce di avvertire la presenza di prede, predatori oppure ostacoli. Grazie alla capacità di reagire ai cambiamenti di distribuzione del potenziale elettrico sulla superficie corporea, lo Gnathonemus Petersii è in grado di orientarsi e nutrirsi in ambienti del tutto privi di luce o in acque molto torbide.
Dalla complessità di quest'apparato deriva lo straordinario sviluppo del cervelletto nei Mormiridi e l'importanza che riveste la funzione di orientamento e comunicazione nel caso specifico dello Gnathonemus Petersii.

Gli esperimenti hanno quindi dimostrato che il campo elettrico di cui questi pesci si circondano è determinante per le relazioni intra- ed interspecifiche, permettendo loro di "vedere", cioè di riconoscere gli individui della stessa specie, ma anche eventuali predatori, di evitare ostacoli ed individuare il cibo. Inoltre, è stato visto che durante il periodo riproduttivo gli organi elettrici sono più sviluppati, inducendo a pensare che abbiano importanza anche nella formazione delle coppie: infatti grazie al loro "radar" questi pesci normalmente solitari e territoriali riescono a trovarsi e comunicare.

Variabilità dell’EOD nei pesci “elettrici”: http://www.anovascience.com/mormyridcaptivitymodel.htm

L’esperimento

Sono stati condotti diversi esperimenti in acquario per stabilire la funzione degli organi elettrici nei Mormiriformi: immergendo in acqua due elettrodi collegati ad un amplificatore si è cercato di quantificare e quindi di interpretare la sequenza degli impulsi elettrici emessi da questi pesci. La tensione registrata è sempre risultata troppo bassa per essere in grado di stordire ed addirittura uccidere eventuali prede, come del resto per intimorire ed allontanare nemici e predatori. Questo è facilmente verificabile immettendo un pesce elefante in un acquario di comunità: gli altri pesci non risultano infatti minimamente turbati dalle scariche elettriche prodotte dal nuovo ospite; anche stimolando una maggiore frequenza degli impulsi da parte dell’animale, per esempio inducendolo a muoversi ed agitarsi con offerte di cibo, non si verificano cambiamenti di sorta. Se invece proviamo ad introdurre nell’acquario un altro pesce elefante, il primo Mormiride risponderà a questa invasione del suo territorio aumentando sensibilmente la frequenza delle scariche elettriche, alle quali l’intruso risponde a sua volta. Solitamente queste dimostrazioni di forza finiscono con l’abbandono del campo da parte del nuovo venuto, permettendo al legittimo proprietario del territorio di tranquillizzarsi ed emettere i suoi soliti impulsi in tranquillità.

Articolo sull' Echo Response: http://jeb.biologists.org/cgi/reprint/204/8/1401.pdf

Utilità

Alcuni studiosi credono che in principio quest'apparato si sia sviluppato esclusivamente come strumento di difesa e arma attraverso la quale il pesce stordiva e catturava le prede. In seguito l'intero apparato bio-elettrico dello Gnathonemus si è evoluto ed ha permesso al pesce di acquisire utili informazioni sull’ambiente circostante.La capacità che hanno certi pesci di orientarsi attraverso variazioni del campo elettrico rappresenterebbe quindi una forma di convergenza evolutiva sviluppatasi in specie sistematicamente lontane fra di loro (le torpedini, per esempio, sono Pesci cartilaginei, mentre i Gimnotidi ed i Mormiriformi sono Pesci ossei), che hanno però adottato la stessa soluzione per sopravvivere sui fondali melmosi, dove possono cacciare anche di notte.

Articolo in tedesco concernente l’elettrolocazione del G. petersii : http://www.heise.de/tp/r4/artikel/6/6059/6.html

Foto:

http://s1.postimage.org/1KikA.jpg

[http://it.wikipedia.org/wiki/File:Organo_Elettrico.jpg]

fonti: http://it.wikipedia.org/wiki/Gnathonemus_petersii & http://www.pianetablu.info [autore Maurizio Lodola]