Una nueva especie de anguila eléctrica emite el mayor voltaje registrado en un animal hasta ahora | AGÊNCIA FAPESP

Una nueva especie de anguila eléctrica emite el mayor voltaje registrado en un animal hasta ahora Un artículo publicado en Nature Communications revela que existen tres especies de estos peces, cuando hasta ahora se creía que había una sola. Una de ellas genera descargas de hasta 860 voltios. Los científicos contaron con financiación de la FAPESP, el Smithsonian y la National Geographic Society (un ejemplar fotografiado en el río Xingú / foto L. Souza)

Una nueva especie de anguila eléctrica emite el mayor voltaje registrado en un animal hasta ahora

12 de septiembre de 2019

André Julião | Agência FAPESP – Existen al menos tres especies de anguila eléctrica y no solamente una, tal como se creía. Una de las dos nuevas especies que ahora han sido descritas por un grupo de científicos con el apoyo de la FAPESP, el Smithsonian Institution y la National Geographic Society, entre otras instituciones, emite el mayor voltaje hasta ahora registrado en un animal: llega a los 860 voltios.

Estos resultados salieron publicados en la revista Nature Communications. Aparte de generar nuevos conocimientos sobre este animal más de 250 años después de su primera descripción, este descubrimiento abre nuevas posibilidades de investigación, tales como estudios sobre el origen y la producción de descargas eléctricas fuertes en otros peces, por ejemplo.

Los peces eléctricos componen un grupo de más de 250 especies con un órgano que produce generalmente electricidad débil, que utilizan para comunicarse y navegar, toda vez que la mayoría posee ojos muy pequeños. 

“La anguila eléctrica, que puede llegar a medir 2,5 metros de largo, es el único pez que produce también descargas fuertes mediante tres órganos eléctricos. Estas descargas las utiliza como defensa y para cazar”, dijo Carlos David de Santana, investigador asociado del National Museum of Natural History, del Smithsonian Institution, en Estados Unidos, y primer autor del artículo.

Esta investigación integra el Proyecto Temático intitulado “La diversidad y la evolución de Gymnotiformes (Teleostei, Ostariophysi)”, coordinado por Naércio Menezes, docente del Museo de Zoología de la Universidad de São Paulo (MZ-USP), en Brasil. 

La correlación entre análisis de ADN, morfología y ambiente de la anguila eléctrica, sumada a la medición del voltaje emitido, permitió reclasificar a este animal en tres especies. La única especie conocida hasta ahora, Electrophorus electricus, fue descrita en 1766 por el naturalista sueco Carl Linnaeus. 

Aparte de la especie E. electricus, ahora definida como aquella que vive en la región situada más al norte de la Amazonia, los investigadores hallaron diferencias suficientes como para agregar al género dos nuevas especies: Electrophorus varii y Electrophorus voltai

El artículo cuenta entre sus autores con Luiz Antonio Wanderley Peixoto, quien lleva adelante una pasantía posdoctoral en el MZ-USP bajo la supervisión de Aléssio Datovo da Silva, investigador principal del referido Proyecto Temático y docente de la misma institución.

“Empleamos la medición del voltaje como forma de diferenciación, algo inédito en la identificación de nuevas especies”, dijo Menezes. Durante las mediciones en campo mediante el empleo de un voltímetro, los investigadores registraron en un ejemplar de E. voltai una descarga de 860 voltios, la mayor que se haya medido en un animal hasta ahora, ya que el mayor registro anterior era de 650 voltios.

El nombre de la especie es en honor al físico milanés Alessandro Volta, creador de la primera batería eléctrica en el año 1799. Volta se inspiró en las anguilas eléctricas para crear la batería eléctrica.

E. varii es en honor al zoólogo Richard P. Vari, investigador del Smithsonian Institution fallecido en 2016. “Fue el investigador extranjero que más influyó y ayudó a los estudiantes y a los investigadores brasileños en el estudio de los peces de América del Sur”, dijo De Santana. 

Una diversidad que patea

De Santana, quien entró en muchos ríos para recolectar anguilas eléctricas para la investigación y recibió algunas patadas, explicó que, pese a su alto voltaje, las descargas que emiten estos animales son de bajo amperaje: alrededor de 1 amperio; por eso no necesariamente revisten peligro para los humanos. 

A modo de comparación, un tomacorriente puede ser de 10 ó 20 amperios, por eso puede dejar a una persona pegada a él durante una descarga, lo cual aumenta su letalidad. Además, la corriente de la anguila eléctrica no es continua, sino que dispara pulsos alternados y se descarga después de una descarga fuerte. Luego requiere de tiempo para su recarga. 

De todos modos, encontrarse con un grupo de estos animales dentro del agua puede ser bastante peligroso. Aun cuando las descargas en sí mismas no puedan matar a una persona sana, pueden constituir un riesgo para enfermos cardíacos, aparte de poder contribuir a generar caídas o ahogamientos. “La descarga causa un aturdimiento en la víctima que es suficiente como para capturar a una presa o ahuyentar a una amenaza mayor”, dijo De Santana.

Las investigaciones que el grupo llevó a cabo han demostrado también que las anguilas eléctricas se comunican para reunirse y electrocutar a una potencial amenaza. Al contrario de lo que podía leerse en la literatura científica hasta ahora, estos animales no son solitarios y pueden reunirse en grupos de hasta 10 ejemplares durante la fase adulta. 

Para elaborar la nueva clasificación, se analizaron 107 animales recolectados en distintas regiones amazónicas, no solo de Brasil sino también de Surinam, la Guayana Francesa y Guyana. Inicialmente, los investigadores utilizaron el protocolo de código de barras de ADN (DNA barcoding), y realizaron la secuenciación del gen mitocondrial Citrocromo C Oxidasa I (COI), el patrón para la identificación de especies animales. Posteriormente se secuenciaron otros nueve genes mitocondriales y nucleares y se realizaron diversos análisis con el objetivo de validar los resultados del DNA barcoding.

“Poseen una forma corporal sumamente conservada: no han cambiado mucho en el transcurso de los últimos 10 millones de años de evolución. Son pocos los detalles de la morfología externa que los diferencian entre sí y solo con el análisis integrado de la morfología, la genética y la ecología se pudo establecer una distinción robusta entre las especies”, dijo De Santana. 

La separación ecológica

Aparte de mostrar claras diferencias genéticas, los datos de la secuenciación se cruzaron con los ecológicos. La especie que conservó el nombre E. electricus se ciñe al extremo norte amazónico, en la región geológica conocida como Escudo Guayanés, que abarca el norte de los estados brasileños de Amapá, Amazonas y Roraima además de Guyana, la Guayana Francesa y Surinam. 

En tanto, las anguilas eléctricas de la especie E. voltai ocupan el llamado Escudo Brasileño, más abajo, que abarca la parte sur de los estados de Pará y Amazonas, el estado de Rondônia y la fracción norte del estado de Mato Grosso. Las zonas de escudo son conocidas por ser más altas (más de 300 metros de altura). Esta región se caracterizada por sus rápidos y sus cascadas, con aguas claras y bien oxigenadas, fondos de rocas y/o arena y escasa cantidad de sales disueltas. 

Estas características favorecen a ambas especies de este tipo de ambientes, que poseen una cabeza más achatada, ideal para nadar y cazar en ambientes de aguas rápidas y fondos de piedras, por ejemplo. Asimismo, la escasa cantidad de sales disueltas permite una baja conductividad eléctrica del agua. Por ende, se especula que estos animales deben producir descargas eléctricas más fuertes para capturar a sus presas, tal como sucede con E. voltai, en la cual durante el estudio se registró el mayor voltaje producido por un animal hasta ahora.

Por otra parte, E. varii fue mapeada en la región más baja de la cuenca amazónica: vive en aguas turbias y a menudo poco oxigenadas, con fondo arenoso o barroso. Asimismo, la mayor cantidad de sales disueltas aumenta la conductividad del agua, lo cual favorece la propagación de las descargas eléctricas, que en esta especie variaron entre 151 y 572 voltios. 

Los científicos estiman que las especies divergieron dos veces. Durante la primera, en el período Mioceno (hace alrededor de 7,1 millones de años), se separaron de su ancestro común. Pero fue recién en el Plioceno (hace alrededor de 3,6 millones de años), que E. voltai y E. eletricus llegaron a sus configuraciones actuales.

Los investigadores realizarán aún nuevos estudios genéticos para confirmar la hipótesis que indica que la separación ecológica (ambiente de escudos versus vegas) fue un factor responsable por separar E. varii (vegas) de E. electricus y E. voltai (escudo) de su antepasado en común. Asimismo, siguen capturando y midiendo el voltaje emitido por las anguilas eléctricas a los efectos de confirmar el record de 860 voltios. Y prevén encontrar también nuevas especies en otros géneros de peces eléctricos.

“El descubrimiento de las nuevas especies de anguilas en la Amazonia, uno de los hotspots de biodiversidad del planeta, ejemplifica cuánto queda por descubrirse en la naturaleza. Asimismo, el interés de otras áreas de la ciencia, tales como la medicina y la biotecnología, refuerza la necesidad de la conservación de la región y de realizar estudios que comprendan colaboraciones nacionales e internacionales tendientes a la explotación de la biodiversidad en la región”, dijo De Santana.

Actualmente, otros grupos estudian posibles aplicaciones de las investigaciones sobre anguilas eléctricas, ya sea en análisis de las enzimas producidas por los órganos eléctricos, con el fin de probarlas como componentes destinados a la producción de medicamentos para posibles tratamientos de enfermedades neurodegenerativas tales como el alzhéimer, o como modelo para la creación de baterías para prótesis y sensores implantados en humanos, por ejemplo.

Además de la Smithsonian Institution y del Museo de Zoología de la USP, este trabajo contó con la participación de investigadores de la Universidad Federal de Pará (UFPA), el Instituto Nacional de Investigaciones de la Amazonia (INPA, en portugués), el Instituto Chico Mendes de Conservación de la Biodiversidad (ICMBio), el Museo Paraense Emílio Goeldi, la Universidad Federal del Oeste de Pará, la Universidad Federal de Maranhão y otras instituciones de Estados Unidos, Suiza y Surinam.

Puede leerse el artículo intitulado Unexpected species diversity in electric eels with a description of the strongest living bioelectricity generator (doi: 10.1038/s41467-019-11690-z), de C. David de Santana, William G. R. Crampton, Casey B. Dillman, Renata G. Frederico, Mark H. Sabaj, Raphaël Covain, Jonathan Ready, Jansen Zuanon, Renildo R. de Oliveira, Raimundo N. Mendes-Júnior, Douglas A. Bastos, Tulio F. Teixeira, Jan Mol, William Ohara, Natália Castro e Castro, Luiz A. Peixoto, Cleusa Nagamachi, Leandro Sousa, Luciano F. A. Montag, Frank Ribeiro, Joseph C. Waddell, Nivaldo M. Piorsky, Richard P. Vari y Wolmar B. Wosiacki, en el siguiente enlace: https://www.nature.com/articles/s41467-019-11690-z

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