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Pesci - Altri Organi
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Organi elettrici
Elettroricettori |

I pesci dotati di organi elettrici sono in grado di
rilevare, filtrare e mappare le variazioni del
campo elettrico nell'ambiente, grazie a ricettori di derivazione neuromastica,
dovute agli impulsi elettrici prodotti da prede nelle vicinanze
e che vengono rilevati da una serie di organi di senso.
Quando il sistema è attivato, coinvolge un organo elettrico (che genera impulsi
di corrente sotto controllo centrale), una serie di organi di
senso specializzati (che rilevano il campo elettrico), e il cervello (che
analizza i segnali rispetto alla loro struttura spaziale e temporale).
Il sistema elettroricettore è una serie di molti sensoriali
primari organizzati in piccoli organi di senso, ampiamente
dispersi, collegati ad assoni afferenti al cervello attraverso i nervi della linea laterale.
Gli elettroricettori possono essere a forma di
ampolla
(vedi
Ampolle di Lorenzini) o
tubolari.
Le ampolle sono costituite da una ampolla epidermica, la quale contiene un
epitelio sensoriale connesso con la superficie del corpo da un canale ripieno di un mucopolisaccaride
gelatinoso buon conduttore di elettricità (ha
una delle più alte capacità di conduttività protonica di qualsiasi
materiale biologico - WP).
Le ampolle possono essere considerate un'estensione del sistema della linea laterale, tanto da avere
lo stesso tipo di cellule sensoriali ed essere innervate dal ramo anteriore; non
percepiscono le vibrazioni esterne, ma in compenso costituiscono un efficiente sistema di elettroricezione capace di
percepire i deboli campi elettrici esterni prodotti dai muscoli e
dai nervi delle altre specie.

Ogni ampolla contiene un singolo strato di cellule recettrici, separate
da cellule di supporto. Le facce apicali delle cellule recettrici hanno una piccola area superficiale
ricca di canali del calcio dipendenti dal voltaggio (innescano la
depolarizzazione) e canali del potassio attivati dal calcio
(successiva ripolarizzazione).
Le ampolle rispondono a inversioni locali della polarità elettrica
e poiché la parete del canale ha una resistenza molto elevata, tutta
la differenza del potenziale d'azione, tra il poro del canale e l'ampolla, passa attraverso l'epitelio.
Le membrane basali delle
cellule recettrici hanno una resistenza inferiore, di conseguenza la
maggior parte del voltaggio passa attraverso le facce apicali,
eccitandole e generando un flusso di calcio che depolarizza le
facce basali. Si ottiene così una polarità negativa
all'interno del loro lume, che innesca un cambiamento elettrico
delle cellule sensoriali e una successiva ripolarizzazione, grazie
ai canali di Potassio attivati dalla conduttanza del calcio.
Per quanto sopra, viene innescato
un rilascio presinaptico di calcio e di un neurotrasmettitore sulle
fibre nervose afferenti, che il cervello va a decifrare.
La sensibilità delle ampolle ai campi elettrici è elevatissima, tanto da riuscire, in alcune specie
di squali, a percepire un campo elettrico di 5 nanvolt/cm2.
Le ampolle hanno anche un ruolo nella navigazione
dei pesci nell'acqua, Infatti durante il nuoto
dei pesci alcuni conduttori dorso ventrali
percepiscono delle correnti indotte, generate
dall'interazione con le linee di forza del campo
magnetico terrestre. Grazie a questa interazione
i pesci sono in grado si seguire una specie di pista magnetica.
Gli elettroricettori vengono utilizzati in alcune specie anche per comunicare (grazie a
differenze di frequenza e ampiezza degli impulsi elettrici), fra individui giovani, tra maschii e
femmine in compartecipazione col sistema ormonale, fra adulti in competizione
territoriale o nelle interrelazioni strette nelle specie gregarie.
In condizioni normali i pesci elettrici nuotano per ondulazioni delle pinne mediane, con il corpo
teso, in modo da non creare perturbazioni del proprio campo elettrico
Organi produttori di elettricità
Alcune specie sono in grado di emettere forti
scariche elettriche (per es. Torpedo
nobiliana) per difendersi, ma anche
attaccare le prede.
La corrente elettrica è prodotta da organi
costituiti da cellule
specializzate (placche-) derivate dalle cellule
muscolari.
Ciascuna placca è una struttura a disco o
cilindro (Elettrociti), di cui è innervata solo una faccia. Il
lato opposto è profondamente piegato in
protuberanze digitate. Ciascuna placca è
alloggiata in un materiale gelatinoso. Le
piastre, numerose ed orientate allo stesso
modo, sono collegate in serie (e in parallelo,
es. pesce siluro). Si trovano sotto la
pelle, su entrambi i lati del corpo,
generalmente nella parte posteriore.
Il potenziale elettrico di ciascun elettrocito (ca. 100 mV) è attivato da una pompa di membrana Na +/K+.

In stato di riposo la membrana cellulare della faccia nervosa delle placche, per la maggiore
concentrazione di ioni sodio al suo esterno e ioni potassio al suo interno, è
polarizzata con carica + esterna e - interna (l'interno di
ciascun elettrocita è carico negativamente rispetto alle due superfici
esterne)
Ogni scarica è comandata da uno speciale nucleo cerebrale che riceve e integra più input (es. dagli elettroricettori e dal
nervo ottico) e di solito viene trasmessa attraverso una o più sinapsi nel
tronco encefalico e di nuovo nel midollo spinale, oltre all'ultima giunzione tra
l'assone efferente e l'elettrocita.

La stimolazione colinergica modifica la permeabilità ionica della
faccia nervosa-ioni Na dall'esterno all'interno - quindi diventa positiva
all'interno e negativa all'esterno.
La membrana vascolare, non innervata, non modifica il proprio tipo di polarizzazione;
offrendo una bassa resistenza interna facilita la conduzione elettrica fra le
placche sovrapposte (dischi pila voltaica) al momento dell'inversione della polarizzazione-acetilcolina-
le placche si mettono in serie e si ha quindi una forte scarica elettrica; poi
la pompa del sodio delle placche non più stimolate riporta l'eccesso di ioni Na all'esterno.
I nervi che governano gli organi elettrici
provocano scariche simultanee di tutte le
piastre ad alta frequenza (da 50 a 1000/sec.).
Una scarica elettrica può raggiungere i
220 volt nel Torpedo nobiliana, i 350 volt nel
Malapterurus electricus, più di 700 volt
nell'Anguilla elettrica Electrophorus electricus.
Famiglie di pesci elettrici a elevato potenziale con funzioni di stordimento delle prede e e per la difesa:
. Torpedinidi (220 V, muscolatura branchiale, direzione della corrente ventro‑dorsale)
. Malapteruridi (350 V, musc. superficiale del tronco, direz. cefalo‑caudale)
. Electroforidi 650 V, musc. assiale, direz. caudo‑cefalica)
. Uranoscopidi (50 V, musc. oculare, direz. dorso‑ventrale)
Gli organi elettrici di molti pesci
sono troppo deboli per predare, però vengono utilizzati come dispositivi
di segnalazione emettendo un treno continuo di segnali elettrici
per rilevare gli oggetti nell'acqua circostante. Il sistema funziona
come un radar e richiede che i pesci abbiano anche degli
elettroricettori (situati nella pelle) in grado di recepire le
distorsioni dei campi elettrici generati da altri organismi.
Pesci elettrici a basso potenziale (4‑16 V)
. 2-4 bande di tessuto muscolare lungo la coda (Raiidi) o il tronco
. direzione della corrente caudo‑cefalica (Gymnarchus), cefalo‑caudale (Raja) o ambedue (Gimnotidi)
. variazioni di frequenza fra 50 (min. 2) e 300 Hz (max 1700 in Sternarchus)
. popolazioni del tutto simili morfologicamente possono essere attribuite a specie diverse grazie alle differenze negli schemi di produzione elettrica
. Famiglie: Petromizontidi, Raiidi, Mormiridi, Gimnarchidi, Gimnotidi, Apteronotidi, Ranfictiidi