L’anguilla elettrica può essere uno dei predatori più notevoli dell’intero regno animale.

Questa è la conclusione di Kenneth Catania, il professore Stevenson di scienze biologiche alla Vanderbilt University, che ha trascorso gli ultimi tre anni a studiare il modo in cui questo pesce sudamericano solitario utilizza i campi elettrici per navigare attraverso le acque fangose dei bacini del Rio delle Amazzoni e dell’Orinoco dove vive, individuare le prede nascoste e stordirle per sottometterle.

Le anguille elettriche possono raggiungere lunghezze che superano gli otto piedi e pesi di oltre 44 libbre. Più di due terzi del corpo dell’anguilla è pieno di cellule specializzate chiamate elettrociti che immagazzinano elettricità come piccole batterie biologiche. Quando l’anguilla è minacciata o attacca una preda, queste cellule si scaricano simultaneamente, emettendo scariche elettriche di almeno 600 volt, cinque volte il voltaggio di una presa di corrente standard degli Stati Uniti.

“Storicamente, le anguille elettriche sono state viste come creature poco sofisticate e primitive che hanno un solo gioco nel loro playbook: scioccare la loro preda a morte”, ha detto Catania. “Ma si scopre che possono manipolare i loro campi elettrici in un modo intricato che dà loro una serie di capacità notevoli.”

Una delle ultime scoperte del biologo, riportate nel numero del 29 ottobre della rivista Current Biology, è che le anguille hanno una manovra speciale che permette loro di raddoppiare la scossa elettrica che possono consegnare a prede particolarmente grandi o difficili.

Il sistema elettrico dell’anguilla fornisce essenzialmente un taser wireless che utilizza per stordire la sua preda. In uno studio pubblicato l’anno scorso, Catania ha riferito che le anguille producono tre diversi tipi di scariche elettriche: impulsi a basso voltaggio per rilevare il loro ambiente; brevi sequenze di due o tre millisecondi, impulsi ad alto voltaggio emessi durante la caccia; e raffiche di impulsi ad alto voltaggio e alta frequenza quando l’anguilla sta catturando una preda o si difende. In una serie di esperimenti ha dimostrato che gli impulsi elettrici prodotti dall’anguilla non agiscono sui muscoli stessi ma sui nervi che controllano i muscoli della preda. Questo produce forti contrazioni muscolari involontarie.

Quello che affascina particolarmente il biologo è che il sistema elettrico dell’anguilla le dà quello che è essenzialmente un controllo remoto sui muscoli della sua preda. “Non conosco nessun altro animale che possa letteralmente prendere il controllo del corpo di un altro animale in questo modo”, ha detto Catania.

Le anguille mettono a punto i loro zaps per adattarsi alle dimensioni delle loro prede

Normalmente, l’anguilla sottomette i pesci più piccoli nuotando nelle loro vicinanze e poi li colpisce con una raffica di impulsi simili al taser. Questo provoca contrazioni muscolari in tutto il corpo, paralizzando temporaneamente la preda. Se, per qualche motivo, l’anguilla non afferra immediatamente il pesce nella sua bocca, la sua vittima di solito si riprende e nuota via senza alcun danno apparente.

Più recentemente Catania ha scoperto che l’anguilla ha una seconda modalità di attacco quando si rende conto che sta affrontando prede più grandi e difficili come i grandi gamberi di fiume. In questo caso, l’anguilla inizia mordendo la sua preda. Poi arrotola la sua coda intorno al corpo della sua preda fino a quando la coda si trova direttamente di fronte al corpo dalla testa dell’anguilla. Poi l’anguilla aumenta notevolmente il tasso dei suoi impulsi elettrici ad alto voltaggio.

Questo comportamento era stato osservato prima, ma nessuno aveva offerto una spiegazione. Catania ha capito che la manovra porta il polo positivo dell’organo elettrico dell’anguilla, che si trova nella sua testa, in prossimità del suo polo negativo, situato nella sua coda. Portando i due poli vicini, con la preda in mezzo, l’anguilla aumenta la quantità di carica elettrica che consegna alla sua vittima, ha capito. Così ha progettato alcuni esperimenti per misurare questo effetto e ha scoperto che ha più che raddoppiato la forza degli impulsi elettrici che la preda riceveva.

Come gli impulsi simili al taser, le scariche rafforzate agiscono sui nervi che controllano i muscoli dell’animale preda. Ma gli studi di Catania hanno scoperto che la maggiore potenza e l’alta frequenza degli impulsi hanno avuto un effetto aggiuntivo: spinge i muscoli delle prede così velocemente e duramente che soffrono di un profondo affaticamento muscolare.

“Gli animali preda sono completamente paralizzati”, ha detto Catania. “L’effetto è paragonabile alla somministrazione di una dose di un agente paralizzante come il curaro.”

Le anguille usano gli impulsi per cercare le prede nelle acque fangose

Un altro esempio di come l’anguilla beneficia di questa capacità di controllo remoto è il suo uso di doppiette e triplette – brevi sequenze di due o tre millisecondi, impulsi ad alta tensione che le anguille emettono durante la caccia.

C’è voluto un lungo periodo di indagini e osservazioni per capire lo scopo di questi segnali. Alla fine si è reso conto che gli impulsi venivano prodotti a frequenze precise che inducono spasmi muscolari in tutto il corpo.

“Uno dei principali problemi dell’anguilla è trovare la preda”, ha detto Catania. Il loro ambiente in Amazzonia è pieno di acqua fangosa e tutti i tipi di vegetazione che danno ai pesci un sacco di posti per nascondersi”. Così, mentre l’anguilla scivola lungo, emette una doppietta o tripletta. Se c’è un pesce nascosto nelle vicinanze, allora il suo corpo avrà uno spasmo e lo spasmo genererà onde di pressione nell’acqua. Anche se le anguille elettriche non vedono molto bene, sono molto brave a rilevare il movimento dell’acqua. Così questo rivela la posizione del suo prossimo pasto”.

E usano gli zap per seguire le prede in rapido movimento

Catania ha anche scoperto che l’anguilla usa le sue scariche elettriche ad alto voltaggio come un sistema radar ad alta precisione che le permette di seguire le prede in rapido movimento.

Da qualche tempo i biologi sanno che i pesci elettrici, in generale, e le anguille elettriche, in particolare, usano un campo elettrico a bassa tensione per la navigazione. In un articolo pubblicato online da Nature Communications il 20 ottobre, Catania ha riferito che l’anguilla elettrica ha un uso secondario per il suo sistema elettrico ad alto voltaggio: rintracciare prede in rapido movimento.

L’anguilla ha bisogno di un modo per tenere traccia della posizione della sua preda dopo che è stordita. Progettando una serie di esperimenti che impedivano alle anguille di usare altri segnali sensoriali, Catania ha dimostrato che le anguille usavano il feedback delle loro raffiche ad alta tensione per individuare la posizione della loro preda.

“Questo doppio uso del sistema ad alta tensione sia come arma che come sistema sensoriale indica che il comportamento di caccia delle anguille è molto più sofisticato di quanto abbiamo pensato”, ha detto Catania.

La ricerca di Catania è stata finanziata dalla National Science Foundation grant 1456472, una John Simon Guggenheim Fellowship e un Pradel Award della National Academy of Sciences.