En los turbios lechos de los ríos africanos, la vista se vuelve prácticamente inútil. Para navegar en su entorno, algunos peces eléctricos han desarrollado una sorprendente adaptación que desafía nuestras percepciones de inteligencia sensorial y trabajo en equipo en el reino animal. Los científicos del Instituto Zuckerman de la Universidad de Columbia descubrieron recientemente que una especie de pez débilmente eléctrico (Gnathonemus petersii), también conocido como pez nariz de elefante, comparte información sensorial dentro de su grupo casi instantáneamente. Un pez en el río puede saber instantáneamente lo que se encuentra a gran distancia frente a él utilizando el campo eléctrico generado por sus pares más alejados. Es una sensación colectiva notable y nunca antes vista que tiene un paralelo con los sistemas colaborativos utilizados en tecnologías diseñadas por humanos como el sonar y el radar.
“En ingeniería, es común que grupos de emisores y receptores trabajen juntos para mejorar la detección, por ejemplo en sonares y radares. Demostramos que algo similar puede estar sucediendo en grupos de peces que perciben su entorno mediante impulsos eléctricos. Estos peces parecen “ver” mucho mejor en grupos pequeños”, dijo Nathaniel Sawtell, investigador del Instituto Zuckerman de Columbia y profesor de neurociencia en el Colegio de Médicos y Cirujanos Vagelos de Columbia.
Red de sensores de la naturaleza
Los peces eléctricos, como los que nadan en las aguas turbias de la cuenca del Amazonas y los ríos de África, generan y detectan cambios en el campo eléctrico que los rodea. Esta capacidad, conocida como electroporación, es casi como un superpoder. Cuando un objeto interrumpe o altera el campo creado por el pez, los electrorreceptores detectan el cambio. De esta manera, los peces pueden navegar en sus hábitats de oscuridad total pero también comunicarse, cazar y evadir a los depredadores. Los murciélagos y los delfines utilizan sensores similares a los de un radar, excepto que dependen de señales acústicas (ecolocalización) en lugar de electricidad.
Los campos eléctricos se generan a través de órganos especializados derivados de tejidos musculares o nerviosos. Es similar a cómo funciona una batería: mueve iones dentro y fuera de las celdas para crear una diferencia de energía potencial. La descarga eléctrica de los órganos (EOD) puede variar mucho entre especies. Algunos producen campos eléctricos fuertes y otros emiten campos eléctricos más débiles. La fuerza y la frecuencia de estas descargas suelen estar relacionadas con las necesidades específicas de los peces, como la comunicación o el tipo de presa a la que se dirigen. Aunque los científicos saben desde hace mucho tiempo que los peces eléctricos pueden sentir cambios en los campos eléctricos que los rodean, no estaban preparados cuando descubrieron que existe un fuerte efecto de red.
Cerebros eléctricos
Sawtell y sus colegas desarrollaron por primera vez un modelo informático que simula el entorno eléctrico de Gnathonemus petersii. Modificaron el modelo bajo diversas condiciones, incluidos escenarios en los que el pez eléctrico puede aprovechar las señales emitidas por los peces vecinos. Las simulaciones sugirieron que al aprovechar las señales eléctricas de los miembros del grupo cercanos, un pez individual podría ampliar significativamente su rango de electrolocalización, potencialmente triplicando su rango.
“Piensa en estas señales externas como imágenes eléctricas de los objetos que los peces eléctricos cercanos producen automáticamente y transmiten a los peces cercanos a la velocidad de la luz”, dijo el Dr. Pedraja. “Nuestro trabajo sugiere que tres peces de un grupo recibirían cada uno tres ‘vistas eléctricas’ diferentes de la misma escena prácticamente al mismo tiempo”, añadió el Dr. Sawtell en un comunicado de prensa.
Los investigadores buscaron una base neuronal en G. petersii que respalde este efecto de detección de red eléctrica propuesto. Escanearon los cerebros de los peces y encontraron evidencia de que podían detectar tanto sus propias emisiones eléctricas como señales eléctricas externas (ya sean de otros peces o señales eléctricas artificiales generadas en el laboratorio) en un área del cerebro responsable de la electrosensación.
Trabajo en equipo y coordinación
Los patrones de actividad cerebral que registraron se parecían mucho a las predicciones de las simulaciones por computadora que realizaron los investigadores. Se obtuvieron más pruebas al observar el comportamiento de los peces. En sus tanques, los peces formaban líneas rectas y ángulos rectos, que los modelos informáticos identificaron como óptimos para la detección colectiva.
Además, los peces entablaron un diálogo eléctrico preciso, turnándose para emitir descargas eléctricas de manera muy ordenada. Los investigadores sugieren que este comportamiento de “respuesta de eco”, caracterizado por un estricto turno de turnos, puede ser crucial para coordinar sus capacidades de detección colectiva.
El concepto de sensación colectiva en el reino animal no es del todo nuevo. Sin embargo, la forma en que estos peces amplifican sus capacidades sensoriales aprovechando las señales eléctricas de sus pares es bastante inaudita. Esto permite a los peces esencialmente “ver” su entorno con una claridad sin precedentes, incluso en condiciones donde la visión tradicional está muy limitada.
“Estos peces tienen una de las proporciones de masa cerebro-cuerpo más grandes de cualquier animal del planeta”, dijo el Dr. Sawtell. “Quizás estos enormes cerebros sean necesarios para una percepción social y un comportamiento colectivo rápidos y altamente sofisticados”.
Los hallazgos aparecieron en la revista Nature.
Fuente: ZME Science.
