El fascinante mundo de los peces eléctricos

La selección natural ha dado lugar a la enorme cantidad de especies que vemos hoy en día. Para sobrevivir en sus respectivos entornos, las diversas criaturas que pueblan el planeta han desarrollado distintas adaptaciones. Uno de los casos más curiosos, que veremos aquí, implica la modificación de órganos internos para un peculiar fin: la generación de electricidad. La bioelectrogénesis se da en ciertos grupos de peces, que la han desarrollado independientemente en varias ocasiones y para distintos fines.

La generación de electricidad ha evolucionado al menos seis veces en peces, tanto de agua dulce como salada. Para ello, ciertos músculos o nervios fueron modificados de manera que pudieran generar corriente, convirtiéndose en órganos nuevos. Estos órganos eléctricos, cuya posición varía según el tipo de pez (pueden estar situados en la cola, a lo largo del cuerpo o en la cabeza, entre otras posibilidades), se componen de una serie de células llamadas electrocitos, que son capaces de generar pequeñas descargas mediante reacciones químicas. El resultado de activar las células del órgano es un campo eléctrico dipolar, en el que se crea un circuito que discurre tanto por el agua como por el cuerpo del pez.

Tipos de peces eléctricos, con sus órganos eléctricos en color rojo. Autor: Bernd Kramer
Tipos de peces eléctricos, con sus órganos eléctricos en color rojo. Autor: Bernd Kramer

Según la magnitud de la corriente generada, estos animales se clasifican en peces eléctricos “débiles” y “fuertes”. Los primeros generan leves descargas que utilizan para la navegación o la comunicación, mientras que los segundos generan corrientes más potentes como método de ataque o defensa. Esta clasificación no implica parentesco entre especies, y en un mismo grupo de peces puede haber miembros de ambas categorías. Otra clasificación posible se basa en la evolución de las descargas en el tiempo: algunos de estos peces generan corrientes instantáneas, en forma de pulso, mientras que otras especies generan una descarga continua en el tiempo, en forma de onda.

Torpedo común (Torpedo torpedo). Fuente: Wikimedia Commons
Torpedo común (Torpedo torpedo). Fuente: Wikimedia Commons

La mayoría de peces eléctricos marinos pertenecen al grupo de las rayas, grupo en el que la generación de electricidad ha aparecido dos veces. Las rayas comunes (familia Rajidae) son peces eléctricos “débiles”, cuyo órgano eléctrico se encuentra en la cola. Producen leves descargas en forma de pulsos para comunicarse con sus congéneres, siendo la duración de éstas diferente en cada especie. Mediante electrorreceptores que poseen en su cuerpo, las rayas son capaces de recibir estas señales. Las rayas eléctricas o torpedos (orden Torpediniformes) producen descargas más potentes que las de sus parientes (de 8 a 220 V de tensión, según la especie), que emplean para atacar o defenderse. Los órganos eléctricos de los torpedos se encuentran en las aletas pectorales, cerca de la cabeza, con los electrocitos dispuestos en paralelo. Estos peces cazan al acecho enterrados en la arena, aturdiendo o incluso matando a sus presas mediante descargas.

Miracielos de la especie Astroscopus guttatus. Fuente: Wikimedia Commons
Miracielos de la especie Astroscopus guttatus. Fuente: Wikimedia Commons

El resto de peces eléctricos marinos pertenecen a la familia de los uranoscópidos o miracielos (familia Uranoscopidae). Tres especies de esta familia han desarrollado la capacidad de generar electricidad, y su órgano eléctrico se sitúa en la cabeza, cerca de los ojos. Al igual que los torpedos, estos peces aturden a sus presas mediante descargas mientras acechan enterrados en el fondo marino, aunque de voltaje mucho menor (alrededor de 5 V), lo que hace de los miracielos los más “débiles” de los peces eléctricos “fuertes”.

Los peces eléctricos de agua dulce, por otro lado, han evolucionado en dos ambientes separados pero muy similares: los ríos tropicales de África y América, donde las turbias aguas reducen la visibilidad. Para guiarse por estas aguas, dos grupos de peces evolucionaron de manera convergente desarrollando órganos que generasen electricidad. En África los peces mormiroideos, un grupo formado por dos familias, tienen esta capacidad. Una de estas familias esta formada exclusivamente por el aba o pez navaja africano (Gymnarchus niloticus), un pez de cuerpo alargado que genera continuamente una señal eléctrica de forma sinusoide. Mediante esta señal el aba genera un campo eléctrico, y gracias a sus electrorreceptores detecta cómo cambia el medio al distorsionarse este campo.

Aba o pez cuchillo africano (Gymnarchus niloticus). Fuente: Wikimedia Commons
Aba o pez cuchillo africano (Gymnarchus niloticus). Fuente: Wikimedia Commons

El otro grupo de mormiroideos es el de los peces elefante o mormíridos (familia Mormyridae), una gran familia de más de 200 especies. Los miembros de esta familia, cuyo órgano se sitúa en la cola, utilizan la electricidad de la misma manera que el aba, pero las señales emitidas son en forma de pulsos y no de onda. Por otra parte, estos peces también usan el campo eléctrico que generan para la comunicación. Cada especie emite un pulso característico, que incluso varía según el individuo, dando información sobre su género, edad y estado de salud. Además, algunos de estos peces pueden defenderse usando leves descargas que resultan molestas para un agresor.

Pez elefante de Peters (Gnathonemus petersii). Fuente: Wikimedia Commons
Pez elefante de Peters (Gnathonemus petersii). Fuente: Wikimedia Commons

El uso de la electricidad para la navegación y la comunicación requiere la capacidad de procesar la información, y el aba y los peces elefante disponen para ello de un gran cerebro, el cual consume mucha energía: el pez elefante de Peters (Gnathonemus petersii), el miembro más estudiado de la familia, posee un cerebro que consume el 60% del oxígeno que utiliza su organismo, el porcentaje más alto de todos los vertebrados.

En África existe también otro tipo de peces eléctricos: los peces gato eléctricos (familia Malapteruridae), que con descargas de hasta 350 V se clasifican entre los peces eléctricos “fuertes”. Su órgano eléctrico recubre todo su cuerpo, y genera descargas para aturdir a sus presas o mantener a raya a las amenazas.

Pez cuchillo de cristal (Eigenmannia virescens). Fuente: Wikimedia Commons
Pez cuchillo de cristal (Eigenmannia virescens). Fuente: Wikimedia Commons

En Sudamérica y Centroamérica el nicho de los peces elefante o el aba es ocupado por los peces cuchillo (orden Gymnotiformes), un grupo de más de 130 especies de forma alargada. Estos peces, cuyo órgano eléctrico se prolonga a lo largo de todo el cuerpo, emiten señales en forma de pulso o de onda, según la familia a la que pertenezcan. Las señales, en general de unos pocos milivoltios, son empleadas en la búsqueda de alimento, la navegación por las aguas cenagosas y la comunicación con otros peces (al igual que en los peces elefante, la forma de la señal varía entre especies e individuos).

Anguila eléctrica (Electrophorus electricus). Fuente: Opencage
Anguila eléctrica (Electrophorus electricus). Fuente: Opencage

Dentro de este grupo, sin embargo, hay una especie diferente, capaz de generar descargas mucho más potentes que las de sus parientes. Este es probablemente el más conocido de todos los peces eléctricos: el gimnoto o anguila eléctrica (Electrophorus electricus), el mayor de todos los peces cuchillo (con una longitud máxima de 2 m). Este animal posee tres pares de órganos eléctricos con distintas funciones: los órganos de Sachs generan descargas de baja tensión y ayudan a la anguila eléctrica a buscar presas, mientras que los órganos principales y los de Hunter son usados para aturdir presas o atacar a agresores, generando potentes corrientes de hasta 860 V, capaces de neutralizar a animales de gran tamaño. Aunque dolorosas, estas descargas no son letales para humanos adultos.

Las propiedades de los peces eléctricos son conocidas desde la Antigüedad, y desde entonces han sido objeto de fascinación y estudio. Los peces gato eléctricos y los torpedos eran usados en medicina en Egipto y Roma, y los torpedos sirvieron de inspiración en el desarrollo de las primeras baterías eléctricas, como la de Alessandro Volta. En el siglo XX estos peces fueron estudiados con mayor detalle: los peces elefante han sido estudiados intensivamente desde los años 50, lo que ha permitido conocer muchos aspectos de su actividad eléctrica, mientras que la anguila eléctrica ha sido objeto de análisis en biónica y otros campos, siendo el pez eléctrico mejor estudiado. Gracias a sus propiedades, estos animales han conseguido atraer nuestra curiosidad, y en el futuro seguirán haciéndolo, a medida que los estudiemos y nos desvelen sus fascinantes secretos.

Fuente: Electroreception and Electrocommunication in Fishes (B. Kramer)

Foto de portada: Pez cuchillo fantasma negro (Apteronotus albifrons). Fuente: Wikimedia Commons

Diego Ortega

Diego Ortega

Dirección en Empíricamente Cierto
Estudiante de Ingeniería Aeroespacial. Aficionado desde que tengo uso de razón al Mundo Natural y a las Ciencias que lo estudian, así como a la Historia y la Fotografía. "Las mejores soluciones se encuentran en la Naturaleza. Sólo tenemos que aprender de ella".
Diego Ortega

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