SCOPERTE

Come i pesci hanno imparato a generare campi elettrici

511624477_b2df87bef8_oSCOPERTE – Uno studio pubblicato su Science ha rivelato le basi genomiche degli organi che consentono ai pesci di generare potenti campi elettrici. Secondo gli autori del lavoro, nonostante milioni di anni di evoluzione e grandi differenze nella morfologia, le caratteristiche molecolari di questi organi – emersi più volte e in maniera indipendente nel corso dell’evoluzione – mostrano molti elementi in comune.

Tutte le cellule sono provviste di un potenziale elettrico. In particolare, nelle cellule nervose questo potenziale consente la trasmissione di messaggi e l’innesco della contrazione delle cellule muscolari. Fra queste ultime ce ne sono addirittura alcune – quelle cardiache – in grado di autogenerare un ritmo elettrico che non richiede uno stimolo esterno per essere innescato. Gli organi elettrici si sono formati grazie all’evoluzione, a partire da cellule muscolari, di un particolare tipo di cellula chiamato elettrocita, che può generare voltaggi molto superiori a quelli necessari per far funzionare i muscoli.

Questa capacità si è evoluta solo fra i vertebrati e solo fra i pesci. Un’unicità che ha inevitabilmente reso i pesci elettrici molto noti fin dai tempi antichi. Si sa, per esempio, che già gli antichi Egizi li conoscevano e pare addirittura che li usassero come trattamento contro l’epilessia. Questi pesci usano il loro organo elettrico in molti modi diversi: per la navigazione, come strumento di comunicazione, per cacciare le loro prede e come arma di difesa. Alcuni di essi sono in grado di generare campi elettrici fino a 600 volt.

Gli autori del lavoro pubblicato su Science, guidati da Jason Gallant, dell’Università di Michigan State, e da Michael Sussman, dell’Università del Wisconsin, hanno sequenziato l’intero genoma dell’anguilla elettrica Electrophorus electricus, e hanno identificato le proteine prodotte dalle cellule del suo organo elettrico e dei suoi muscoli. Questa serie di proteine è stata quindi confrontata con quelle prodotte da altre specie nelle quali l’organo elettrico si è evoluto in maniera indipendente. I ricercatori hanno così scoperto che, nel corso dell’evoluzione, lo stesso “kit” di strumenti genetici e cellulari, e gli stessi processi di sviluppo – cioè quei meccanismi che regolano lo sviluppo embrionale – hanno dato origine ai diversi organi elettrici.

In tutto il mondo esistono sei ampi gruppi di pesci elettrici. Le differenze fra questi gruppi sono tali che lo stesso Darwin li aveva citati come esempi di evoluzione convergente, cioè della formazione, avvenuta in maniera indipendente, di tratti simili in specie diverse. I risultati ottenuti da Gallant, Sussman e i loro colleghi forniscono un robusto supporto molecolare a questa evidenza, rivelando che alla base di questo caso di evoluzione convergente c’è un kit di strumenti genetici e cellulari molto conservato.

Pubblicato con licenza Creative Commons Attribuzione-Non opere derivate 2.5 Italia.   

Crediti immagine: walknboston, Flickr

Michele Bellone
Sono un giornalista e mi occupo di comunicazione della scienza in diversi ambiti. I principali sono la dissemination di progetti europei, in collaborazione con Zadig, e il rapporto fra scienza e narrativa, argomento su cui tengo anche un corso al Master di comunicazione della scienza Franco Prattico della SISSA di Trieste. Ho scritto e scrivo per Focus, Micron, Oggiscienza, Oxygen, Pagina 99, Pikaia, Le Scienze, Scienzainrete, La Stampa, Il Tascabile, Wired.it. Ho anche un blog: www.lineegrigie.it

7 Commenti

  1. I campi elettrici si misurano in “volt/metro” e non in “volt”. I 600 volt sopra citati come vanno interpretati?

  2. In effetti potevo spiegarmi meglio.
    Il massimo potenziale generato da un pesce è di 600 volt, primato che appartiene all’anguilla elettrica (Electrophorus electricus). Per calcolare il valore del campo elettrico bisogna dividere questo voltaggio per la distanza fra i due poli ai quali esso è applicato. Poli che, nel caso dell’anguilla elettrica, sono la testa e la coda. Bisognerebbe quindi dividere quei 600 volt grossomodo per la lunghezza del pesce, che in questo caso può arrivare fino a due metri.

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