{"id":75497,"date":"2022-11-18T00:01:36","date_gmt":"2022-11-17T23:01:36","guid":{"rendered":"http:\/\/www.ocean4future.org\/savetheocean\/?p=75497"},"modified":"2025-08-17T07:53:44","modified_gmt":"2025-08-17T05:53:44","slug":"cosa-ce-dietro-allevoluzione-dei-pesci-elettrici","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.ocean4future.org\/savetheocean\/archives\/75497","title":{"rendered":"Cosa c’\u00e8 dietro all’evoluzione dei pesci elettrici?"},"content":{"rendered":"tempo di lettura: <\/span> 5<\/span> minuti<\/span><\/span>

.<\/span><\/p>\nlivello medio<\/span><\/a>\n

.<\/span><\/p>\n

ARGOMENTO: BIOLOGIA\u00a0<\/span><\/strong>
\nPERIODO: XXI SECOLO<\/span><\/strong>
\nAREA: RICERCA GENETICA<\/span><\/strong>
\nparole chiave: geni, pesci elettrici<\/p>\n

 <\/p>\n

I pesci elettrici<\/span><\/strong> sono serviti come sistema modello in biologia sin dal XVII secolo, fornendo una visione approfondita della natura della bioelettrogenesi, della struttura molecolare della sinapsi e dei circuiti cerebrali alla base del comportamento complesso<\/span><\/strong>. I neuro-etologi hanno raccolto ampi dati fenotipici che abbracciano i livelli biologici di analisi dalle molecole agli ecosistemi. Questi dati, insieme alle risorse genomiche ottenute negli ultimi decenni, hanno motivato nuove ed entusiasmanti ipotesi che posizionano il modello del pesce debolmente <\/span><\/strong>come esempio da studiare <\/span>per affrontare alcune problematiche biologiche del 21\u00b0 secolo.<\/p>\n

\"Questa<\/p>\n

i pesci elettrici emettono in maniera differente (wave o pulse) da Comparable Ages for the Independent Origins of Electrogenesis in African and South American Weakly Electric Fishes | PLOS ONE<\/a><\/span><\/strong><\/p>\n

Una ricerca dell’Universit\u00e0 di Austin, Texas, Divergent cis-regulatory evolution underlies the convergent loss of sodium channel expression in electric fish<\/span><\/em><\/strong>,\u00a0<\/span>pubblicata da Science Advances, ha rivelato che i pesci debolmente elettrici sudamericani e africani hanno sviluppato indipendentemente organi elettrici dai muscoli.\u00a0In entrambi i gruppi, un gene del canale del sodio<\/span><\/strong>, voltaggio-dipendente, ha perso in maniera indipendente la sua “funzione muscolare” e l’ha trasferita nell’organo elettrico, in parole semplici consentendo al canale di specializzarsi per la generazione di segnali elettrici. Non \u00e8 noto come questo gene sia legato ai muscoli nei Vertebrati ma una cosa curiosa \u00e8 che nei pesci elettrici, come l’anguilla elettrica<\/span><\/strong>, questa capacit\u00e0 consente di distinguere altri pesci similari per specie, sesso e persino per individuo grazie ai loro organi particolari. Inoltre, gli consente anche di trasmettere e ricevere messaggi analogamente al canto degli uccelli.<\/p>\n

Una recente ricerca<\/a> descrive come alterazioni genetiche minori hanno permesso a questi pesci di sviluppare gli organi elettrici. In pratica, questi pesci hanno sviluppato minuscoli motori proteici (proteine<\/span><\/strong>), che in genere fanno contrarre i muscoli, e li hanno utilizzati per generare segnali elettrici con un nuovo organo. Queste proteine e le loro componenti genetiche associate si trovano in diverse specie di Vertebrati tra cui gli esseri umani. Questa scoperta non \u00e8 quindi solo accademica ma potrebbe aiutare i ricercatori sia ad identificare mutazioni genetiche responsabili di varie malattie umane che applicazioni nel campo della cura di diverse patologie.<\/p>\n

Facciamo un passo indietro<\/span><\/strong><\/span>
\nI ricercatori ritengono che i pesci, per acquisire questi organi elettrici, abbiano sfruttato un’anomalia genetica. Ogni pesce ha due copie dello stesso gene, che crea dei “canali del sodio<\/span><\/strong>“, che funzionano come motori muscolari microscopici. Dallo studio \u00e8 emerso che questi pesci hanno “spento” una copia del gene del canale del sodio nei muscoli e l’ha attivato in altre cellule per far evolvere questi organi elettrici. In parole semplici, questi piccoli motori, che normalmente provocano la contrazione dei muscoli, si siano trasformati in generatori di segnali elettrici dalle prestazioni a volte eccezionali.<\/p>\n\n\n\n
\n

Come funziona<\/strong><\/span>
\nIl sistema nervoso centrale dei pesci invia segnali che raggiungono gli organelli elettrici, dove si trovano cellule dalla forma discoidale, chiamate elettrociti. In assenza di stimolazione, gli elettrociti espellono ioni positivi di Sodio e Potassio. Questo permette loro di mantenere una carica positiva all\u2019esterno delle cellule e negativa all\u2019interno. Quando uno stimolo nervoso raggiunge gli elettrociti stimola l\u2019apertura di pori in grado di far muovere gli ioni positivi presenti secondo il loro gradiente. Dal momento che sono presenti su una sola delle due facce dell\u2019elettrocita, le due facce si ritrovano ad avere cariche inverse (una carica negativa all\u2019esterno e positiva all\u2019interno), mentre l\u2019altra ha una carica opposta. L\u2019alternanza di queste cariche permetta la creazione di corrente, di fatto trasformando l\u2019elettrocita in una batteria biologica. da Come fanno alcuni pesci a produrre elettricit\u00e0? AIRIsocial (airicerca.org)<\/a><\/strong><\/span><\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n

Secondo i ricercatori della Michigan State University e dell’Universit\u00e0 di Austin<\/span><\/strong> \u00e8 stata trovata una breve sezione, “di circa 20 lettere”, di questo gene del canale del sodio che regola la sua espressione in una particolare cellula ed hanno verificato che questa “regione di controllo” \u00e8 mutata o completamente assente nei pesci elettrici. Per questo motivo, uno dei due geni del canale del sodio \u00e8 disabilitato nei muscoli dei pesci elettrici. Tuttavia, le implicazioni vanno ben oltre questa mutazione.<\/p>\n

“Questa regione di controllo si trova nella maggior parte dei vertebrati, compresi gli esseri umani<\/span><\/em><\/strong>“, ha detto l’autore senior dello studio, Harold<\/span><\/strong> Zakon del Dipartimento di\u00a0 Neuroscience, University of Texas, Austin<\/span><\/strong>. \u201cQuindi il prossimo passo in termini di salute umana sarebbe esaminare questa regione nei database di geni umani per vedere quanta variazione c’\u00e8 nelle persone normali sane e se alcune delezioni o mutazioni in questa regione potrebbero portare a una ridotta espressione dei canali del sodio, che potrebbe causare malattie<\/em><\/strong><\/span>\u201d.<\/p>\n

I pesci elettrici<\/span><\/strong><\/span>
\nI pesci elettrofori<\/span><\/strong> possono essere classificati in base all’intensit\u00e0 di corrente che i loro organi elettrici possono emettere; in funzione della differenza di potenziale emessa, gli elettrofori possono essere suddivisi in due grandi gruppi: gli elettrofori forti e gli elettrofori deboli o debolmente elettrici. <\/span><\/strong>I due gruppi di pesci debolmente elettrici pi\u00f9 studiati (africano: Mormyroidea<\/span><\/strong> e sudamericano: Gymnotiformes<\/span><\/strong>) generano campi elettrici tramite degli organi elettrici (EO<\/span><\/strong>), cellule elettrosensoriali specializzate che si sono evolute dalle cellule ciliate della linea laterale. Questi organi sono costituiti fondamentalmente da tessuto muscolare modificato, attraversato da fibre nervose che contraendosi sono in grado di generare una differenza di potenziale, che produce un campo elettrico. Quest’organo \u00e8 situato solitamente, anche se non sempre, nella coda di questi pesci. Essi possono generare una scarica di tensione molto bassa, spesso minore di 1 Volt, che utilizzano per mantenere l’orientamento, per localizzare oggetti o altri pesci nelle acque fangose in cui vivono (elettrolocalizzazione<\/span><\/strong>) o ancora per comunicare con i propri simili (elettrocomunicazione<\/span><\/strong>).<\/p>\n

In pratica, scoprono i propri simili con questi organi elettrici, cellule elettrosensoriali specializzate che si sono evolute dalle cellule ciliate della linea laterale. Questi pesci sono attivi di notte e usano questo sistema “simile ad un radar” per identificare oggetti e pesci della stessa specie nell’oscurit\u00e0 o in acque fangose.<\/p>\n

Un noto appartenente ai gimnotiformi<\/span><\/strong>, l’anguilla elettrica (Electrophorus electricus)<\/span><\/strong>, ha inoltre sviluppato un forte capacit\u00e0 elettrica per la sua difesa e per la cattura delle prede.\u00a0Ci sono due gruppi di pesci elettrici deboli nel mondo: uno in Africa e l’altro in Sud America. Al termine del loro studio i ricercatori hanno dedotto che il pesce elettrico africano ha subito delle mutazioni nella regione di controllo, mentre il pesce elettrico in Sud America l’ha perso completamente.<\/p>\n

Le possibili applicazioni pratiche<\/strong><\/span>
\nUna delle prossime domande \u00e8 come si sia evoluta la regione di controllo<\/span><\/strong> per attivare i canali del sodio nell’organo elettrico. La ricerca \u00e8 sicuramente affascinante e ci anche potrebbe portare a qualche applicazione pratica. Si potrebbero, ad esempio, sviluppare elettrociti<\/span><\/strong> a partire dalle cellule staminali umane, con cui alimentare dispositivi medici come pacemaker o pompe per l\u2019insulina. Fantascienza? Il domani \u00e8 dietro l’angolo.<\/p>\n

 <\/p>\n

in anteprima pesci elettrici – autori Cdh8; Wildfeuer; Webkid; Shyamal –\u00a0 File:Electric fishes.png – Wikimedia Commons<\/a><\/p>\n

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Alcune delle foto presenti in questo blog possono essere state prese dal web, citandone ove possibile gli autori e\/o le fonti. Se qualcuno desiderasse specificarne l\u2019autore o rimuoverle, pu\u00f2 scrivere a infoocean4future@gmail.com e provvederemo immediatamente alla correzione dell\u2019articolo<\/p>\n

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