Impactante resultado: mutación permite que el pez cuchillo fantasma haga potentes descargas eléctricas

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Parapteronotus hasemani

Familiar de la anguila eléctrica, usa su médula espinal para generar señales eléctricas

Un humilde pez de América del Sur tiene la capacidad de realizar rápidas y potentes descargas eléctricas, sin siquiera usar su cerebro.

Los miembros de una orden llamada Gymnotiformes, o peces cuchillo, se comunican entre sí y perciben su entorno utilizando débiles impulsos eléctricos generados por los músculos. El orden contiene a la anguila eléctrica que, a pesar de su nombre, no es una anguila en absoluto.

Un nuevo estudio, publicado en la revista PLOS Biology, revela que una familia dentro del orden, los Apteronotidos, o "pez cuchillo fantasma", usan un mecanismo biológico completamente diferente para generar las señales eléctricas: su médula espinal.

Ammon Thompson, de la Universidad de Texas, EE. UU., y sus colegas revelan que estas señales tienen un gran impacto. Los investigadores registraron una especie de pez cuchillo fantasma (Parapteronotus hasemani) que realiza 1.000 pulsaciones por segundo, o un kilohercio, lo que le da el potencial de acción de más alta frecuencia de cualquier tipo de célula en cualquier animal.

El talento del pez se debe a un nuevo cableado genético único, que produce canales de sodio en sus médulas espinales. El equipo de Thompson muestra que los canales modificados podrían contribuir a la combustión de alta frecuencia del órgano eléctrico.

Los canales de sodio son pequeños poros en las células, que participan en la generación de señales eléctricas para regular las funciones celulares, como la contracción muscular. Un tipo, conocido como canal "de voltaje controlado", se abre y se cierra en respuesta a una corriente que pasa a través de la membrana celular.

evolución de especies eléctricas

En los Apteronotidos, el gen que codifica los canales dependientes de voltaje en los músculos se ha duplicado, y la segunda versión proporciona al pez la capacidad de crear canales de sodio en la médula espinal, dando como resultado neuronas motoras modificadas que regulan la frecuencia de disparo del órgano eléctrico.

El gen duplicado, que acumula mutaciones a lo largo del tiempo evolutivo, también provoca que los canales de sodio de la médula espinal se abran y se cierren con mayor frecuencia que los de los músculos, lo que podría explicar el gran impacto de la descarga eléctrica.

Es la primera vez que se encuentra un canal de sodio en otro lugar que no sea tejido muscular, y el descubrimiento tiene implicaciones para la investigación médica. En los humanos, se sabe que la actividad de la neurotoxina en los canales musculares de sodio es un factor en varios trastornos. Estudiar las mutaciones involucradas en el pez cuchillo podría arrojar nueva luz sobre los mecanismos involucrados.

El pez cuchillo fantasma también ha llamado la atención como modelo en el campo de la robótica, basado en sus aletas onduladas. Su famoso pariente, la anguila eléctrica, se está estudiando como inspiración para la generación de energía basada en gel.

Artículo científico: Rapid evolution of a voltage-gated sodium channel gene in a lineage of electric fish leads to a persistent sodium current

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