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ÓRGÃOS ELÉTRICOS Allan R.L. Gallo Ana Carolina Cola Santos Fábio Takagui Mariana Campaner Natália B. Venturelli.

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1 ÓRGÃOS ELÉTRICOS Allan R.L. Gallo Ana Carolina Cola Santos Fábio Takagui Mariana Campaner Natália B. Venturelli

2 ELETRICIDADE ANIMAL Animais que possuem órgãos elétricos eletricos.html

3 ELETRICIDADE ANIMAL Animais eletrorreceptivos corydoras-julii-trilineatus.html httpdiscoverybrasil.uol.com.brimagensgalleriesos-10- tubaroes-mais-perigosos

4 ELETRICIDADE ANIMAL Funções Ofensiva /Defensiva Navegação em águas escuras Distinção entre objetos Comunicação entre indivíduos Comportamento sexual.

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6 PRODUÇÃO DE DESCARGAS ELÉTRICAS Órgãos elétricos – tecido muscular modificado Eletroplacas ou eletrolaminas Empilhadas em colunas de a placas de cada lado do corpo.

7 PRODUÇÃO DE DESCARGAS ELÉTRICAS Os órgãos elétricos dos peixes consistem de células finas, como hóstias (eletroplacas), empilhadas em colunas em número de vários milhares. Quando uma placa está inativa e em repouso (acima) ambas as faces estão carregadas positivamente, o lado externo com +84 mV. Portanto, não há diferença de potencial entre as duas faces externas. Durante a descarga (abaixo), o potencial da face posterior da placa é invertido e atinge -67 mV do lado externo. A diferença de potencial entre as duas faces externas é, portanto, de 84+67=151 mV (Keynes e Martins Ferreira 1953).

8 ELETRORRECEPTORES Água turva; Visibilidade precária; Olhos pouco desenvolvidos; VANTAGENS: Explorar o meio quando a visão é inadequada Independe do ciclo diurno-noturno DESVANTAGENS Alcance limitado (poucos metros)

9 Gymnarchus niloticus (Machin e Lissman, 1960) Dispara um fluxo continuo de pulsos, a uma frequência de 300 a 400 pulsos por segundo; Durante cada descarga, a extremidade da cauda ca momentaneamente negativa em relação à cabeça Uma corrente elétrica ui em direção à água circundante

10 Conguração de um campo elétrico depende da condutividade dos arredores e é distorcida se um objeto com condutividade superior ou inferior à água for introduzido no campo ObjetoLinha de fluxo de corrente Condutividade mais altaconvergem Condutividade mais baixadivergem

11 Quais são os órgãos eletrorreceptores responsáveis por esse fenômeno? Localizados na pele: –Tuberosos –Ampulares Receptores tuberosos: –Apenas em peixes elétricos; –respondem às taxas de descarga de alta frequência.

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13 Receptores ampulares –Peixes elétricos e não elétricos –respondem a frequências menores e alterações nos campos de correntes elétrica –se abrem para o exterior por meio de poros na pele que, através de canais preenchidos com material gelatinoso, levam às ampolas que contém as células sensoriais

14 Tuberosas Gymnotiformes e Mormyriformes Ampulares Ampola de Lorenzini (arraias e tubarões)

15 Água salgada Carcharodon carcharias (Tubarão branco)

16 Manta birostris (Raia jamanta)

17 Água doce Electrophorus electricus (poraquê) Em peixes eletrossensíveis de água doce os canais são muito mais curtos e os órgãos menos proeminentes - microampolas

18 Qual a diferença na estrutura dos eletrorreceptores de peixes marinho e de água doce? Água do mar: –peixes possuem menor condutividade que a água circundante - linhas de corrente divergem ao redor do peixe e um canal longo ajuda a maximizar a queda de voltagem por meio da unidade sensorial Água doce: –linhas de corrente convergem para o peixe devido à sua maior condutividade. Um canal longo poderia funcionar se houvesse uma alta resistência da pele e uma baixa resistência do canal - difícil de ser obtido. Para manter a resistência baixa seria necessário um gel com elevada concentração salina ou um alto isolamento da parede

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20 E a interferência causada por sinais elétricos provenientes de outros peixes? E como não confundir seus próprios sinais com os dos outros?

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23 Morcego - utiliza impulsos sonoros para explorar o meio

24 Peixe elétrico - utiliza impulsos elétricos para explorar o meio

25 Salamandras - Há atualmente fortes evidências de que o sistema da linha lateral da salamandras também seja sensível à eletrorrecepção Ambyostoma

26 A linha lateral da Ambyostoma exibe dois tipos de unidades sensoriais: –eletrossensíveis –Mecanossensíveis A função das unidades eletrossensíveis nas salamandras é parecida com a dos peixes, em relação ao intervalo de frequência e à sensibilidade. A alimentação de salamandras consiste em pequenos invertebrados, girinos e peixes - a corrente gerada por esses animais é da mesma ordem de magnitude que a sensibilidade do sistema eletrorreceptor das salamandras

27 Ornitorrinco - Vertebrado que se alimenta de organismos aquáticos vivos, buscando seu alimento em correntes lamacentas. Mergulha de olhos, orelhas e nariz fechados. Ornithorhynchus anatinus

28 Ornitorrinco: Experiência recentes comprovaram a existência de eletrossensibilidade do ornitorrinco, o qual localiza campos elétricos pouco potentes emitidos por suas presas ou por fontes articiais. A eletrorrecepção no ornitorrinco aparentemente evoluiu independentemente da dos peixes, quando compara-se a inervação das unidades eletrossensíveis, em ornitorrincos realizada pelo trigêmeo (o quinto nervo craniano) e em peixes pelo nervo auditivo (oitava nervo craniano)

29 Peixes elétricos de ecossistemas dulcícolas - Siluriformes (Malapteruridae); - Gymnotiformes;

30 MALAPTERURIDAE SILURIFORMESCATFISHES 60 espécies; Carnívoros; Hábito noturno; Família de peixes muito antiga.

31 Malapterus electricus M. microstoma Tamanho: até 122 cm; Peso: 25 kg; Orgão elétrico: descargas de até 350 V. M. beninensis

32 GYMNOTIFORMES TUVIRAS, SARAPÓS, ITUÍ, PORAQUE. 100 espécies; ( 43 na Amazônia). Endêmicas da região Neotropical; Hábito noturno; Todos possuem órgãos de produção e recepção de eletricidade. 5 famílias

33 GYMNOTIDAE Gymnotus Euritópicos; Morfologicamente muito semelhantes; atingem mais de 45 cm; produzem pulsos elétricos fracos; freqüência média ( 50 pulsos por segundo); G. maculosus G. carapo

34 GYMNOTIDAE Electrophorus enguia-elétrica ou poraquê ; maior gimnotóide; único capaz de produzir descargas elétricas de alta voltagem; possui também órgãos elétricos de baixa voltagem; freqüência baixa ( 20 pulsos por segundo); E. electricus

35 descargas elétrica baixa voltagem; freqüência média ( 50 a 70 pulsos por segundo); hábito noturno; RHAMPHICHTHYDAE G. rostratus

36 HYPOPOMIDAE grupo mais diversificado em relação a freqüência de pulsos; Facilita a comunicação intra-específica e inter-específica; vivem em assembléias; Porothergus. sp B. pinnicaudatus

37 STERNOPYGIDAE Peixes gregários; Assembléias produzem ondas ao invés de pulsos; Existem variações nas freqüências de cada gênero: Sternopygus: por segundo (baixa freqüência); Eigenmannia; (freqüência média); vivem em Simpatria e em alguns casos em Sintopia. E. trilineata S. macrurus

38 APTERONOTIDAE produtores de ondas; Peixes de alta freqüência ( ondas por segundo) ; Facilita a comunicação intra-específica e inter-específica; A. albifrons

39 Análise da ocorrência de lesões corporais em espécies de peixes elétricos (Gymnotiformes). Que relação teria lesões corporais com a eletrorecepção? Lesões na cauda acabam desorientando o indivíduo, pois altera o equilíbrio da freqüência de pulso ou de ondas que garantem a eletrolocação. Regeneram-se rapidamente! Alvo de estudos histológicos e Fisiológicos.

40 Peixes elétricos de ecossistemas Marinhos RAIAS ELÉTRICAS Torpedinidae; Narcinidae; MIRA-CÉUS

41 Habitam águas rasas; Voltagem produzida varia de acordo com a espécie: 8 a 220 Volts; Gregos (terapia de choque com raias); Maior espécie do litoral brasileiro: Torpedo nobiliana; espécie mais abundante: Narcine brasiliensis (treme-treme); DOE, localizados ventralmente em pares que servem para atordoar a presa; RAIAS ELÉTRICAS N. brasiliensis T. nobiliana

42 URANOSCOPIDAE Mira-céus Kathetostoma sp. espécies costeiras de águas rasas; peixes carnívoros que atingem no máximo 40 cm; DOE, localizados em ambos os lados da cabeça atrás dos olhos; Capazes de gerar descargas de até 50 Volts;

43 O sentido elétrico dos Tubarões Um detector surpreendentemente sensível de campos elétricos ajuda o tubarão a mirar a presa Fonte: Scientific American Brasil Edição 64 - Setembro 2007

44 Casal que viaja pelos oceanos; Investigação sobre a base molecular da habilidade de eletrorrecepção nos tubarrões; Reportagem sobre a descoberta da eletrorrecepção nos tubarões e sua importância para caça bem sucedida.

45 Até anos 70, cientistas não sabiam que tubarões percebiam campos elétricos; Hoje sabe-se que eles percebem campos elétricos extremamente fracos; Muito usado para encontrar alimento. Funciona em água turva, escuridão total, presa escondida sob areia...

46 1968 – Stefano Lorenzini – poros na parte dianteira da cabeça de tubarões e arraias. Fonte:

47 Poros ao redor da boca; Cada poro leva a um tubo transparente, na região mais profunda da cabeça, com gel cristalino; Rejeitou que era a fonte da substância viscosa do peixe. as-de-lorenzini.html

48 Século XIX – descoberta da linha lateral dos peixes – deslocamento de água; Fileira de escamas perfuradas, cada uma com abertura para um tubo longitudinal logo abaixo da pele. No tubo: células sensoriais especializadas – células ciliares.

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50 Movimentos na água – movimentos nas células ciliadas – estimulação de nervos – impulsos nervosos – informação: força e direção do deslocamento de água.

51 Final do século XIX – poros do focinho e estruturas = órgãos sensoriais. * Fibras nervosas entram no cérebro pela superfície dorsal da medula – informação sensorial; * Cada ampola tem uma célula ciliar minúscula: estímulo era desconhecido. 05/ampolas-de-lorenzini.html

52 Eletrorrecepção confirmada 1909 – Biólogo G. H. Parker Retirou a pele ao lado das aberturas ampolares. Peixe ainda reagia; Órgão poderia responder ao movimento da água e talvez a pressão.

53 1938 – Alexander Sand: Registrou pulsos nervosos que iam das Ampolas de Lorenzini até o cérebro; Nervo disparava impulsos em corrente constante; Órgãos respondiam ao toque ou pressão; Ampolas era sensíveis à temperatura.

54 Anos 60 – Biólogo R. W. Murray Respostas a mudanças de temperatura; Diferença de pressão e toque; Variação de salinidade; Responde a campos de até 1 milionésimo de volt à 1 cm de distância.

55 Campo elétrico Emissões de baixa frequência formam um campo elétrico ao redor do animal. As variações que ocorrem nesse campo são utilizadas para localização no espaço.

56 Qual a importância desse sistema de localização? - Eletrolocalização Semelhante aos morcegos (ecolocalização)

57 ELETROLOCALIZAÇÃO PASSIVAATIVA PERCEPÇÃO DO CAMPO DE OUTRO PEIXE DISTORÇÃO DO CAMPO ELÉTRICO

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59 Peixes com sexto sentido Raias: deslizam sobre o substrato com receptores em suas barbatanas, identificando animais enterrados. Peixes Serra: focinho alongado repleto de eletrorreceptores. Esturjão: Barbilhão com eletrorreceptores.

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61 _animal/esturjao.jpg ash4/291851_ _ _989684_ _n.jpg

62 Repelentes Magnéticos Dispositivo em estudo com a finalidade de atrapalhar o sistema de localização dos tubarões, evitando sua pesca acidental. O foco é salvar os tubarões, não os seres humanos, explica Gruber, biólogo marinho da University of Miami.

63 Atenção! +


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