L’anguilla elettrica scioccante!

Philip Stoddard una volta aveva un animale domestico chiamato Sparky. Sparky era un’anguilla elettrica, un pesce simile a un serpente che può dare scosse elettriche incredibilmente forti. Era elegante e grigio scuro, lungo circa 1,5 metri (5 piedi), con piccoli occhi neri. Stoddard, uno zoologo della Florida International University di Miami, teneva Sparky in una vasca nel suo laboratorio.

Un giorno, fu tentato di toccare il pesce. “Era così bello che ho dovuto accarezzarlo”, dice. Stoddard sapeva che queste anguille producevano intense scariche elettriche quando venivano minacciate. Ma pensava che lui e Sparky fossero amici. Così ha raggiunto l’acqua e ha accarezzato l’animale.

Grande errore.

Sparky ha immediatamente colpito Stoddard con circa 500 volt di elettricità. Questo è circa quattro volte quello che riceverebbe da una tipica presa elettrica in una casa nordamericana. Il braccio di Stoddard ha fatto male per l’ora successiva. Dice che era il modo di Sparky di dire: “Non pensarci nemmeno, Phil!”

L’anguilla elettrica è una creatura affascinante. Vive in fiumi sudamericani scuri e torbidi, come il Rio delle Amazzoni. L’animale non vede molto bene e caccia di notte. Così individua la preda emettendo deboli impulsi elettrici che agiscono come un radar. Poi l’anguilla stordisce la sua preda con forti scariche elettriche e risucchia l’animale nella sua bocca.

Stoddard ha visto un’anguilla elettrica demolire un intero banco di pesci. “Li fulmina, e tutti galleggiano in superficie”, dice. “Poi li sbatte giù come popcorn più velocemente che può.”

Negli ultimi due anni, uno scienziato ha pubblicato diverse scoperte intriganti sulle anguille elettriche. Ken Catania, un biologo della Vanderbilt University di Nashville, Tenn. ha scoperto che questi animali usano le loro scariche elettriche per congelare le prede. Queste anguille possono anche costringere i pesci che si nascondono a rivelare la loro posizione.

Conclude Catania, “Tutto quello che ho visto in questi animali è sorprendente.”

Un sesto senso

Le anguille elettriche fanno parte di un gruppo di animali chiamati pesci elettrici. Tutti hanno organi speciali che producono impulsi elettrici. Alcune specie emettono solo deboli impulsi. Altre emettono forti impulsi. L’anguilla elettrica può fare entrambe le cose.

Il pesce elettrico genera questi impulsi utilizzando cellule speciali chiamate elettrociti. Queste corrono in file lungo la lunghezza del corpo degli animali. Queste cellule pompano atomi di sodio caricati positivamente, chiamati ioni, dal loro interno verso l’esterno. Poi le cellule aprono dei cancelli per far rientrare gli ioni di sodio. Il flusso di ioni che rientra nelle cellule produce un impulso elettrico. I voltaggi di tutti gli elettrociti in una fila si sommano. È simile a come la fila di batterie funziona per alimentare collettivamente una torcia elettrica.

Un pesce elettrico usa i suoi deboli impulsi come un radar. Questi impulsi creano un campo elettrico intorno al suo corpo. Questo agisce come una bolla di corrente elettrica. Quando un altro animale entra in quello spazio, il pesce rileva una distorsione nel campo elettrico. Questo cambiamento lo aiuta a capire la posizione e l’identità dell’altro animale – anche quando l’acqua è scura o torbida. “Hanno letteralmente un sesto senso”, dice James Albert. È un biologo dei pesci presso l’Università della Louisiana a Lafayette.

Questi pesci ottengono questo sesto senso da organi chiamati elettrorecettori. Questi rilevano i cambiamenti nel campo elettrico. Gli elettrorecettori hanno l’aspetto di piccole fosse e coprono l’intero corpo del pesce.

Gli impulsi deboli aiutano anche gli animali a comunicare. I pesci elettrici cambiano il ritmo e la forza dei loro impulsi per inviare messaggi diversi. Questi segnali dicono agli altri pesci elettrici molte informazioni, incluso il sesso del messaggero, la specie e quanto si sente aggressivo.

Il forte impulso elettrico è un’arma. Durante un attacco, un pesce può colpire la sua preda centinaia di volte. Oltre alle anguille elettriche, anche pesci come le razze siluro e il pesce gatto elettrico africano possono rilasciare queste intense esplosioni.

Ma gli impulsi dell’anguilla elettrica sono i più forti di tutti i pesci elettrici. “È leggendario”, nota Catania.

Freeze!

Le persone hanno studiato le anguille elettriche per molto tempo. Eppure, molti misteri sono rimasti.

Nel 2014, Catania ha voluto scrivere un capitolo di libro su queste anguille. Normalmente, studia i sistemi sensoriali di animali come talpe, alligatori e serpenti. Ma era affascinato dal modo in cui queste anguille percepiscono i campi elettrici.

Così Catania ha ottenuto alcune anguille per il suo laboratorio. “Ho pensato che se dovevo scrivere su questa creatura, volevo conoscerla un po’ meglio”, spiega.

Prima di tutto, ha ripreso le anguille mentre cacciavano i pesci rossi. Dice: “Ho pensato, che diamine: Devo vedere quando attaccano un pesce – cosa succede?”. Le anguille elettriche attaccano molto velocemente. Così Catania ha usato una telecamera ad alta velocità che ha scattato 1.000 foto al secondo. Poi ha riprodotto le registrazioni al rallentatore.

Quello che ha visto lo ha sorpreso. Pensava che il pesce rosso avrebbe sussultato dopo essere stato colpito. Invece, il pesce si bloccò quasi immediatamente – entro tre millesimi di secondo. Era come se l’anguilla avesse lanciato un incantesimo che trasformava la sua preda in pietra. “Com’è possibile?” si chiese.

Forse l’esplosione elettrica dell’anguilla ha agito come un taser. Questa è un’arma della polizia che rilascia impulsi elettrici. Quando gli impulsi colpiscono una persona, innescano delle cellule nervose chiamate neuroni. I neuroni attivati fanno contrarre i muscoli in modo che la persona stordita non possa muoversi.

Per testare la sua idea del ‘tasing’, Catania ha fatto un esperimento. Ha collegato un pesce rosso morto a un dispositivo che registrava le contrazioni muscolari dell’animale. Il pesce era appena morto, quindi i suoi muscoli funzionavano ancora.

Catania voleva vedere come i muscoli del pesce reagivano agli impulsi dell’anguilla. Ma non voleva che l’anguilla mangiasse il pesce, perché ciò avrebbe incasinato le misurazioni della contrazione muscolare. Così ha messo il pesce in una vasca con un’anguilla, ma ha separato i due con una barriera. Poi ha aggiunto alcuni lombrichi vivi alla sezione del serbatoio dell’anguilla. L’anguilla colpì i vermi con centinaia di forti impulsi elettrici. Gli impulsi penetravano la barriera per raggiungere il pesce morto.

Proprio come Catania si aspettava, i muscoli del pesce rosso si sono contratti non appena l’anguilla ha iniziato a rilasciare gli impulsi. Sembrava che la sua intuizione fosse corretta. L’esplosione elettrica ha funzionato come un taser: Ha congelato il pesce facendo contrarre i suoi muscoli.

Ma Catania ha anche notato qualcosa di strano. Invece di centinaia, a volte l’anguilla emetteva solo due forti impulsi quando nuotava vicino al pesce morto. Solo dopo lanciava uno sbarramento su larga scala. È allora che attacca la sua preda con centinaia di impulsi e cerca di sfondare la barriera.

Non c’è posto per nascondersi

Il primo esperimento di Catania ha mostrato che il bombardamento dell’anguilla con forti impulsi congela la sua preda. Allora perché aveva rilasciato un paio di impulsi isolati prima?

Per scoprirlo, lo scienziato ha esaminato più attentamente quei dati sulle contrazioni muscolari del pesce rosso. E si è reso conto che il suo corpo si era contorto subito dopo che l’anguilla aveva emesso i due impulsi. Si chiese se il piccolo scoppio elettrico dell’anguilla avesse innescato la contrazione.

L’idea aveva senso. Immaginate un piccolo pesce in un fiume buio di notte. Per evitare di essere mangiato da un’anguilla elettrica o da qualche altro predatore, il pesce si nasconde in alcune piante. Rimane molto fermo, sperando che l’anguilla non lo noti.

Se l’anguilla potesse in qualche modo forzare il pesce a contrarsi, quel movimento farebbe increspare l’acqua. L’anguilla sentirebbe l’increspatura e individuerebbe il pesce nascosto. Forse l’anguilla ha bisogno di questo indizio sulla posizione della preda perché il suo sistema radar non può sempre rilevare un pesce che è immobile.

Ma raccogliere prove per questa idea era difficile. Come poteva Catania dimostrare che il ticchettio permetteva all’anguilla di capire la posizione della preda? Forse il tic non era importante. Quei due impulsi potrebbero essere stati solo un riscaldamento per l’attacco completo.

Per scoprirlo, Catania ha ideato un altro esperimento. Per prima cosa, ha collegato un altro pesce rosso morto a un dispositivo chiamato stimolatore. Attraverso fili attaccati al corpo del pesce rosso, il dispositivo ha trasmesso un impulso elettrico che ha costretto il pesce a contrarsi.

Prima di accenderlo, Catania ha messo il pesce in un sacchetto di plastica. La plastica non conduce molto bene l’elettricità. Qui, quindi, il sacchetto ha bloccato gli impulsi dell’anguilla.

Catania ha osservato cosa succedeva quando lo stimolatore era inattivo e il pesce rimaneva fermo. L’anguilla emetteva un paio di impulsi, come al solito. Poiché il sacchetto di plastica proteggeva il pesce, questo non si è mosso. L’anguilla non ha attaccato il pesce.

Poi Catania ha usato lo stimolatore per far contrarre il pesce rosso dopo i due impulsi dell’anguilla. Questa volta l’anguilla ha attaccato. Il risultato suggeriva che il pesce aveva bisogno di quegli spasmi per individuare la sua preda.

In un certo senso, l’anguilla sta eseguendo un “controllo remoto” sul pesce, dice Catania. L’anguilla può far muovere il pesce senza nemmeno toccarlo. È un po’ come un Jedi di Guerre Stellari che usa la Forza per far fare alle persone cose che non hanno mai voluto fare.

“È semplicemente molto intelligente”, aggiunge Stoddard.

Anche confuse

Catania aveva scoperto alcune strategie impressionanti per le anguille. Ma il suo lavoro non era ancora finito. Ogni esperimento sollevava solo un’altra domanda.

Ha notato che quando il pesce nel sacchetto di plastica si contraeva, l’anguilla si affondava verso di esso per attaccarlo. Ma non ha finito per mordere il pesce. Si è mossa nella direzione giusta, ma poi ha rinunciato. “Il pesce è proprio lì davanti a loro”, dice Catania. “Qual è il problema?”

L’anguilla si è persa qualcosa di cruciale?

Il ticchettio del pesce ha dato all’anguilla un indizio sulla sua posizione generale – come “sono alla tua destra”. Ma forse l’anguilla aveva bisogno di più informazioni per individuare il punto esatto

Inoltre, la preda potrebbe spostarsi in una nuova posizione dopo lo spasmo. Anche se l’attacco dell’anguilla ha congelato i muscoli del pesce, questo potrebbe ancora andare alla deriva nell’acqua. E le anguille non hanno una buona visione.

Catania si chiedeva se l’anguilla avesse bisogno di tracciare la sua preda usando impulsi elettrici (che il sacchetto di plastica ha bloccato). Sapeva che le anguille elettriche usano i loro deboli impulsi come “radar” per individuare le prede. Durante un attacco, però, gli impulsi dell’anguilla passano da deboli a forti. L’animale non può emettere entrambi i tipi allo stesso tempo.

Così Catania si è trovato a chiedersi se l’anguilla usasse anche i suoi impulsi forti come radar. Questo sarebbe sorprendente. Gli scienziati pensavano che le anguille usassero i forti impulsi solo come arma.

Per scoprirlo, Catania ha ripetuto il suo esperimento – ma ha aggiunto una svolta. Ha lasciato cadere una barra di carbonio nel serbatoio. L’asta conduceva l’elettricità.

Catania ha usato lo stimolatore per far muovere il pesce rosso nel sacchetto di plastica. Ma questa volta è successo qualcosa di strano. L’anguilla si lanciò verso il pesce, ma poi cambiò direzione e attaccò invece la bacchetta di carbonio!

Perché? L’anguilla stava rilasciando forti impulsi per cercare di congelare la sua preda. Ma quei forti impulsi agivano anche come radar. Il sacchetto di plastica ha schermato il pesce rosso dal radar, ma la bacchetta di carbonio non è stata così fortunata. L’anguilla ha rilevato la barra, ha pensato che fosse la preda e l’ha attaccata, invece.

Catania ha fatto molti altri esperimenti per assicurarsi che la sua idea fosse giusta. Mise delle bacchette di plastica nella vasca insieme alla bacchetta di carbonio. Poiché la plastica non conduce bene l’elettricità, il radar dell’anguilla non poteva rilevare quelle barre. Di sicuro, l’anguilla ha ignorato quelle di plastica, attaccando solo il carbonio.

Poi ha messo la barra di carbonio su un disco rotante per scoprire quanto bene l’anguilla potesse seguire un oggetto in rapido movimento. L’anguilla ha inseguito e colpito l’asta in movimento.

Catania ha anche fatto gli esperimenti al buio, usando solo luce infrarossa. L’anguilla non poteva vedere nulla in quel tipo di luce, ma si comportava comunque allo stesso modo. Quindi la visione non era così importante nella caccia dell’anguilla.

Tutti gli esperimenti hanno suggerito che l’anguilla elettrica si basa sui suoi forti impulsi elettrici per rintracciare la preda. In altre parole, i forti impulsi sono sia un’arma che un sistema sensoriale. “È come avere la visione laser”, dice Catania. Pensate a un personaggio dei cartoni animati che usa i suoi occhi per vedere ma anche per sparare raggi laser mortali. Questo è più o meno quello che l’anguilla fa con i suoi zaps.

Un cacciatore sofisticato

Catania ha messo insieme molti pezzi del puzzle. Ha scoperto che l’anguilla elettrica prima emette due impulsi per far contrarre la sua preda. Poi rilascia centinaia di forti impulsi. Il bombardamento fa due cose allo stesso tempo: congela i muscoli della preda e aiuta l’anguilla a rintracciarne l’esatta posizione.

Queste anguille fanno di tutto per assicurarsi il loro pasto. “Sono ancora più sofisticate di quanto pensassimo”, dice Stoddard. “

Quando Catania ha portato per la prima volta le anguille elettriche nel suo laboratorio, non avrebbe mai pensato di imparare così tanto su di loro. Pensava di poter fare dei bei video da mostrare ai suoi studenti in classe e scrivere il capitolo del suo libro. “Invece, ho finito per inciampare in questa cosa che era così interessante che ho dovuto seguirla”, dice. Ogni volta che osservava le anguille da vicino, nasceva una nuova domanda – e lui voleva rispondere.

A differenza di Stoddard, Catania non è ancora stato scioccato da una grande anguilla elettrica, ma solo da quelle piccole. “Sono molto curioso”, ammette. Ma ha deciso che non ha bisogno di sapere in prima persona come si sente la forza di un attacco di un’anguilla elettrica. Questa è una domanda che lascerà senza risposta.