ÓRGÃOS ELÉTRICOS
Allan R.L. Gallo
Ana Carolina Cola Santos
Fábio Takagui
Mariana Campaner
Natália B. Venturelli
ELETRICIDADE ANIMAL
Animais que possuem órgãos elétricos
www.flickr.comphotosmikefishing5018298477
http://bocaberta.org/2009/02/peixeseletricos.html
http://bocaberta.org/2009/02/peixeseletricos.html
ELETRICIDADE ANIMAL
Animais eletrorreceptivos
httpdiscoverybrasil.uol.com.brimagensgalleriesos-10tubaroes-mais-perigosos
http://www.acl.ch/bourse/photos_poissons.htm
www.melhorpeixe.comcoridora-leopardocorydoras-julii-trilineatus.html
ELETRICIDADE ANIMAL
Funções
•
•
•
•
•
Ofensiva /Defensiva
Navegação em águas escuras
Distinção entre objetos
Comunicação entre indivíduos
Comportamento sexual.
PRODUÇÃO DE DESCARGAS
ELÉTRICAS
• Órgãos elétricos – tecido muscular
modificado
• Eletroplacas ou eletrolaminas
• Empilhadas em colunas de 5.000 a 10.000
placas de cada lado do corpo.
PRODUÇÃO DE DESCARGAS
ELÉTRICAS
Os órgãos elétricos dos peixes consistem de células finas, como hóstias (eletroplacas), empilhadas em colunas em número
de vários milhares. Quando uma placa está inativa e em repouso (acima) ambas as faces estão carregadas positivamente,
o lado externo com +84 mV. Portanto, não há diferença de potencial entre as duas faces externas. Durante a descarga
(abaixo), o potencial da face posterior da placa é invertido e atinge -67 mV do lado externo. A diferença de potencial entre as
duas faces externas é, portanto, de 84+67=151 mV (Keynes e Martins Ferreira 1953).
ELETRORRECEPTORES
• Água turva;
• Visibilidade precária;
• Olhos pouco desenvolvidos;
VANTAGENS:
• Explorar o meio quando a visão é
inadequada
• Independe do ciclo diurno-noturno
DESVANTAGENS
• Alcance limitado (poucos metros)
Gymnarchus niloticus (Machin e Lissman, 1960)
• Dispara um fluxo continuo de pulsos, a uma frequência de 300
a 400 pulsos por segundo;
• Durante cada descarga, a extremidade da cauda fica
momentaneamente negativa em relação à cabeça
• Uma corrente elétrica flui em direção à água circundante
• Configuração de um campo elétrico
depende da condutividade dos arredores
e é distorcida se um objeto com
condutividade superior ou inferior à água
for introduzido no campo
Objeto
Linha de fluxo de corrente
Condutividade mais alta
convergem
Condutividade mais baixa
divergem
Quais são os órgãos eletrorreceptores
responsáveis por esse fenômeno?
• Localizados na pele:
– Tuberosos
– Ampulares
Receptores tuberosos:
– Apenas em peixes elétricos;
– respondem às taxas de descarga de alta
frequência.
 Receptores ampulares
– Peixes elétricos e não elétricos
– respondem a frequências menores e
alterações nos campos de correntes elétrica
– se abrem para o exterior por meio de poros
na pele que, através de canais preenchidos
com material gelatinoso, levam às ampolas
que contém as células sensoriais
Tuberosas
• Gymnotiformes e Mormyriformes
Ampulares
• Ampola de Lorenzini (arraias
e tubarões)
Água salgada
Carcharodon carcharias (Tubarão
branco)
Manta birostris (Raia jamanta)
Água doce
Electrophorus electricus (poraquê)
• Em peixes eletrossensíveis de água doce os canais são
muito mais curtos e os órgãos menos proeminentes microampolas
Qual a diferença na estrutura dos
eletrorreceptores de peixes
marinho e de água doce?
• Água do mar:
– peixes possuem menor condutividade que a água
circundante - linhas de corrente divergem ao redor do
peixe e um canal longo ajuda a maximizar a queda
de voltagem por meio da unidade sensorial
• Água doce:
– linhas de corrente convergem para o peixe devido à
sua maior condutividade. Um canal longo poderia
funcionar se houvesse uma alta resistência da pele e
uma baixa resistência do canal - difícil de ser obtido.
Para manter a resistência baixa seria necessário um
gel com elevada concentração salina ou um alto
isolamento da parede
E a interferência causada por
sinais elétricos provenientes de
outros peixes?
E como não confundir seus
próprios sinais com os dos outros?
• Morcego - utiliza impulsos sonoros para
explorar o meio
• Peixe elétrico - utiliza impulsos elétricos
para explorar o meio
• Salamandras - Há atualmente fortes
evidências de que o sistema da linha
lateral da salamandras também seja
sensível à eletrorrecepção
Ambyostoma
Ambyostoma
• A linha lateral da Ambyostoma exibe dois tipos de
unidades sensoriais:
– eletrossensíveis
– Mecanossensíveis
• A função das unidades eletrossensíveis nas
salamandras é parecida com a dos peixes, em relação
ao intervalo de frequência e à sensibilidade.
• A alimentação de salamandras consiste em pequenos
invertebrados, girinos e peixes - a corrente gerada por
esses animais é da mesma ordem de magnitude que
a sensibilidade do sistema eletrorreceptor das
salamandras
• Ornitorrinco - Vertebrado que se alimenta
de organismos aquáticos vivos, buscando
seu alimento em correntes lamacentas.
Mergulha de olhos, orelhas e nariz
fechados.
Ornithorhynchus anatinus
 Ornitorrinco:
• Experiência recentes comprovaram a existência
de eletrossensibilidade do ornitorrinco, o qual
localiza campos elétricos pouco potentes emitidos
por suas presas ou por fontes artificiais.
• A eletrorrecepção no ornitorrinco aparentemente
evoluiu independentemente da dos peixes,
quando compara-se a inervação das unidades
eletrossensíveis, em ornitorrincos realizada pelo
trigêmeo (o quinto nervo craniano) e em peixes
pelo nervo auditivo (oitava nervo craniano)
Peixes elétricos de ecossistemas dulcícolas
- Siluriformes (Malapteruridae);
- Gymnotiformes;
MALAPTERURIDAE
SILURIFORMES
“CATFISHES”
60 espécies;
Carnívoros;
Hábito noturno;
Família de peixes muito antiga.
M. microstoma
Malapterus electricus
Tamanho: até 122 cm;
Peso: 25 kg;
Orgão elétrico: descargas de até 350 V.
M. beninensis
GYMNOTIFORMES
100 espécies; ( 43 na Amazônia).
“TUVIRAS, SARAPÓS, ITUÍ, PORAQUE”.
5 famílias
Endêmicas da região Neotropical;
Hábito noturno;
Todos possuem órgãos de produção e
recepção de eletricidade.
GYMNOTIDAE
Gymnotus
• Euritópicos;
• Morfologicamente muito semelhantes;
G. carapo
• atingem mais de 45 cm;
• produzem pulsos elétricos fracos;
• freqüência média ( 50 pulsos por segundo);
G. maculosus
GYMNOTIDAE
Electrophorus
• “ enguia-elétrica” ou “poraquê” ;
• maior gimnotóide;
• único capaz de produzir descargas elétricas de alta voltagem;
• possui também órgãos elétricos de baixa voltagem;
• freqüência baixa ( 20 pulsos por segundo);
E. electricus
RHAMPHICHTHYDAE
• descargas elétrica baixa voltagem;
• freqüência média ( 50 a 70 pulsos por segundo);
• hábito noturno;
G. rostratus
HYPOPOMIDAE
• grupo mais diversificado em relação a freqüência de pulsos;
• Facilita a comunicação intra-específica e inter-específica;
• vivem em assembléias;
Porothergus. sp
B. pinnicaudatus
STERNOPYGIDAE
• Peixes gregários;
“Assembléias”
• produzem ondas ao invés de pulsos;
• Existem variações nas freqüências de cada gênero:
Sternopygus: 70-140 por segundo (baixa freqüência);
Eigenmannia; 200- 500 (freqüência média);
• vivem em Simpatria e em alguns casos em Sintopia.
E. trilineata
S. macrurus
APTERONOTIDAE
• produtores de ondas;
•Peixes de alta freqüência (700-2100 ondas por segundo) ;
• Facilita a comunicação intra-específica e inter-específica;
A. albifrons
Análise da ocorrência de lesões corporais em espécies de
peixes elétricos (Gymnotiformes).
Que relação teria lesões corporais com a eletrorecepção?
Lesões na cauda acabam desorientando o indivíduo, pois altera o equilíbrio
da freqüência de pulso ou de ondas que garantem a eletrolocação.
Regeneram-se rapidamente!
Alvo de estudos histológicos e
Fisiológicos.
Peixes elétricos de ecossistemas Marinhos
Torpedinidae;
RAIAS ELÉTRICAS
MIRA-CÉUS
Narcinidae;
RAIAS ELÉTRICAS
• Habitam águas rasas;
• Voltagem produzida varia de acordo com a espécie: 8 a 220 Volts;
• Gregos (terapia de choque com raias);
• Maior espécie do litoral brasileiro: Torpedo nobiliana;
• espécie mais abundante: Narcine brasiliensis (treme-treme);
• DOE, localizados ventralmente em pares que servem para atordoar a presa;
N. brasiliensis
T. nobiliana
URANOSCOPIDAE
“Mira-céus”
• espécies costeiras de águas rasas;
• peixes carnívoros que atingem no máximo 40 cm;
•DOE, localizados em ambos os lados da cabeça atrás dos olhos;
•Capazes de gerar descargas de até 50 Volts;
Kathetostoma sp.
O sentido elétrico dos
Tubarões
Um detector surpreendentemente sensível
de campos elétricos ajuda o tubarão a mirar
a presa
Fonte: Scientific American Brasil
Edição 64 - Setembro 2007
• Casal que viaja pelos oceanos;
• Investigação sobre a base molecular da
habilidade
de
eletrorrecepção
nos
tubarrões;
• Reportagem sobre a descoberta da
eletrorrecepção nos tubarões e sua
importância para caça bem sucedida.
• Até anos 70, cientistas não sabiam que
tubarões percebiam campos elétricos;
• Hoje sabe-se que eles percebem campos
elétricos extremamente fracos;
• Muito usado para encontrar alimento.
Funciona em água turva, escuridão total,
presa escondida sob areia...
• 1968 – Stefano Lorenzini – poros na parte
dianteira da cabeça de tubarões e arraias.
Fonte: http://curlygirl.no.sapo.pt/imagens/lorenzini.jpg
• Poros ao redor da
boca;
• Cada poro leva a um
tubo transparente, na
região mais profunda
da cabeça, com gel
cristalino;
• Rejeitou que era a
fonte da substância
viscosa do peixe.
http://fisicaebiologia.blogspot.com/2010/05/ampol
as-de-lorenzini.html
• Século XIX – descoberta da linha lateral dos peixes
– deslocamento de água;
http://pt.haiwelt.de/haie/sinne/seitenl/seitenl.php
• Fileira de escamas perfuradas, cada uma com
abertura para um tubo longitudinal logo abaixo da
pele.
• No tubo: células sensoriais especializadas – células
ciliares.
http://tudoquevocefazconta.wordpress.com/2010/09/19/os-peixes/
http://www.portalsaofrancisco.com.br/alfa/peixes/anatomia-externa-dos-peixes-osseos.php
• Movimentos na água – movimentos nas
células ciliadas – estimulação de nervos –
impulsos nervosos – informação: força e
direção do deslocamento de água.
http://www.poderdasmaos.com/site/ANATOMIA/e_fisiologia_sentidos.html
• Final do século XIX – poros do focinho e
estruturas = órgãos sensoriais.
* Fibras nervosas entram
no
cérebro
pela
superfície
dorsal
da
medula – informação
sensorial;
* Cada ampola tem uma
célula ciliar minúscula:
estímulo
era
desconhecido.
http://fisicaebiologia.blogspot.com/2010/
05/ampolas-de-lorenzini.html
Eletrorrecepção confirmada
1909 – Biólogo G. H. Parker
• Retirou a pele ao lado das aberturas
ampolares. Peixe ainda reagia;
• Órgão poderia responder ao movimento
da água e talvez a pressão.
1938 – Alexander Sand:
• Registrou pulsos nervosos que iam das
Ampolas de Lorenzini até o cérebro;
• Nervo disparava
constante;
impulsos
em
corrente
• Órgãos respondiam ao toque ou pressão;
• Ampolas era sensíveis à temperatura.
Anos 60 – Biólogo R. W. Murray
• Respostas a mudanças de temperatura;
• Diferença de pressão e toque;
• Variação de salinidade;
• Responde a campos de até 1 milionésimo de
volt à 1 cm de distância.
Campo elétrico
• Emissões de baixa frequência formam um
campo elétrico ao redor do animal.
• As variações que ocorrem nesse campo
são utilizadas para localização no espaço.
• Qual a importância desse sistema de
localização?
- Eletrolocalização
Semelhante aos morcegos (ecolocalização)
ELETROLOCALIZAÇÃO
PASSIVA
PERCEPÇÃO DO
CAMPO DE OUTRO
PEIXE
ATIVA
DISTORÇÃO
DO CAMPO
ELÉTRICO
Peixes com “sexto sentido”
• Raias: deslizam sobre o substrato com
receptores em suas barbatanas,
identificando animais enterrados.
• Peixes Serra: focinho alongado repleto de
eletrorreceptores.
• Esturjão: Barbilhão com eletrorreceptores.
http://mariliaescobar.files.wordpress.com/2009/12/r
aia-380.jpg
http://static.infoescola.com/wp-content/uploads/2010/11/peixe-serra.jpg
http://www.achetudoeregiao.com.br/animais/gif
_animal/esturjao.jpg
http://a7.sphotos.ak.fbcdn.net/hphotos-akash4/291851_256005994417155_120113164673106_989684_7315886_n.jpg
Repelentes Magnéticos
• Dispositivo em estudo com a finalidade de
atrapalhar o sistema de localização dos
tubarões, evitando sua pesca acidental.
• “O foco é salvar os tubarões, não os seres
humanos”, explica Gruber, biólogo
marinho da University of Miami.
Atenção!
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