Elettroricezione
L'elettroricezione è la capacità biologica di percepire stimoli elettrici naturali. È stata osservata quasi esclusivamente in animali acquatici o anfibi, poiché l'acqua salata è un conduttore molto migliore dell'aria; le eccezioni attualmente note sono i monotremi (echidne e ornitorinchi), scarafaggi e api. L'elettroricezione viene utilizzata per l'elettrolocalizzazione (rilevamento di oggetti) e per l'elettrocomunicazione.
Panoramica
Fino a poco tempo fa, l'elettroricezione era nota solo nei vertebrati. Ricerche recenti hanno dimostrato che le api possono rilevare la presenza e il modello di una carica statica sui fiori.[3] L'elettroricezione si trova nelle lamprede, nei pesci cartilaginei (squali, razze, chimere), nei pesci polmonati, nei polipteridi, nei celacanti, negli storioni, nei pesci spatola, nei pesci gatto, nei gimnotiformi, nei pesci elefanti, nei monotremi e almeno in una specie di cetacei. Gli organi elettrorecettori di tutti questi gruppi sono derivati embriologicamente da un sistema di meccanorecettori. Nei pesci si sono sviluppati dalle linee laterali. Nella maggior parte dei gruppi l'elettroricezione è passiva, dove viene usata prevalentemente nella predazione. Due gruppi di pesci teleostei sono debolmente elettrici e si impegnano nell'elettroricezione attiva; i pesci spada neotropicali (Gimnotiformi) e i pesci elefanti africani (Notopteroidei). Una rara eccezione terrestre è l'echidna dal becco lungo occidentale che ha circa 2.000 elettrorecettori sul suo becco, contro i 40.000 del suo parente monotremico semi-acquatico, l'ornitorinco dal becco d'anatra.[4]
Elettrolocalizzazione
Gli animali elettrorecettivi usano questo senso per localizzare gli oggetti intorno a loro. Questo è importante nelle nicchie ecologiche in cui l'animale non può dipendere dalla visione: per esempio nelle caverne, nell'acqua torbida e di notte. Molti pesci usano campi elettrici per rilevare le prede sepolte. Alcuni embrioni e cuccioli di squalo "si congelano" quando rilevano il caratteristico segnale elettrico dei loro predatori.[5] È stato proposto che gli squali possano usare il loro senso elettrico acuto per rilevare il campo magnetico terrestre rilevando le deboli correnti elettriche indotte dal loro nuoto o dal flusso delle correnti oceaniche. Il comportamento di deambulazione degli scarafaggi può essere influenzato dalla presenza di un campo elettrico statico: a loro piace evitare il campo elettrico.[6]Anche i bruchi del cavolo sono anche conosciuti per evitare i campi elettrici.[6]
Elettrolocalizzazione attiva
Nell'elettrolocalizzazione attiva,[7] l'animale percepisce il suo ambiente circostante generando campi elettrici e rilevando le distorsioni in questi campi usando gli organi elettrorecettori. Questo campo elettrico è generato per mezzo di un organo elettrico specializzato costituito da muscoli o nervi modificati. Questo campo può essere modulato in modo che la sua frequenza e la sua forma d'onda siano uniche per la specie e, talvolta, l'individuo (vedi Risposta per evitare interferenze). Gli animali che usano l'elettroricezione attiva includono i pesci debolmente elettrici, che generano piccoli impulsi elettrici (chiamati "tipo a impulsi") o producono una scarica quasi sinusoidale dall'organo elettrico (chiamato "tipo a onda").[8] Questi pesci creano un potenziale che di solito è più piccolo di un volt. Pesci debolmente elettrici possono discriminare tra oggetti con differenti valori di resistenza e capacitanza, che possono aiutare a identificare l'oggetto. L'elettroricezione attiva ha in genere un intervallo di circa una lunghezza del corpo, sebbene gli oggetti con un'impedenza elettrica simile a quella dell'acqua circostante siano quasi irrilevabili.
Note
- ^ Walter Heiligenberg, Principles of Electrolocation and Jamming Avoidance in Electric Fish: A Neuroethological Approach, Springer-Verlag, 1977, ISBN 978-0-38708-367-4.
- ^ M. S. Lewicki, B. A. Olshausen, A. Surlykke e C. F. Moss, Scene analysis in the natural environment, in Frontiers in Psychology, vol. 5, 2014, DOI:10.3389/fpsyg.2014.00199.
- ^ D. Clarke, H. Whitney, G. Sutton e D. Robert, Detection and Learning of Floral Electric Fields by Bumblebees, in Science, vol. 340, n. 6128, 2013, pp. 66–69, DOI:10.1126/science.1230883, PMID 23429701.
- ^ Electroreception in fish, amphibians and monotremes, su mapoflife.org, Map of Life. URL consultato il 26 ottobre 2012.
- ^ S. P. Coplin e S. Whitehead, The functional roles of passive electroreception in non-electric fishes, in Animal Biology, vol. 54, n. 1, 2004, pp. 1–25, DOI:10.1163/157075604323010024.
- ^ a b C. W. Jackson, E. Hunt, S. Sharkh e P.L. Newland, Static electric fields modify the locomotory behaviour of cockroaches (PDF), in The Journal of Experimental Biology, vol. 214, Pt 12, 2011, pp. 2020–2026, DOI:10.1242/jeb.053470, PMID 21613518.
- ^ J. S. Albert e W. G. Crampton, Electroreception and Electrogenesis, in P. L. Lutz (a cura di), The Physiology of Fishes, Boca Raton, FL, CRC Press, 2006, pp. 429–470, ISBN 978-0-84932-022-4.
- ^ D. Babineau, A. Longtin e J. E. Lewis, Modeling the Electric Field of Weakly Electric Fish, in Journal of Experimental Biology, vol. 209, Pt 18, 2006, pp. 3636–3651, DOI:10.1242/jeb.02403, PMID 16943504.
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