Belut listrik
Biologi > Elektrofisiologi

Informasi lebih lanjut: Ikan listrik dan Elektroresepsi dan elektrogenesis
Belut listrik memiliki kemampuan mendeteksi keberadaan mangsa menggunakan elektroresepsi (penerima listrik) yang merupakan modifikasi dari organ gurat sisi di kepalanya. Organ gurat sisi ini berfungsi sebagai sensor mekanis yang memungkinkan mereka merasakan pergerakan air yang disebabkan oleh hewan di sekitarnya. Saluran-saluran gurat sisi terletak di bawah kulit, tetapi posisinya terlihat sebagai garis-garis lubang kecil di kepala. Khusus untuk berburu ikan pisau lainnya, belut listrik menggunakan reseptor tuberkular yang sensitif terhadap frekuensi tinggi, tersebar di berbagai bagian tubuhnya.
Belut listrik memiliki tiga pasang organ listrik yang tersusun memanjang: organ utama, organ Hunter, dan organ Sachs. Organ-organ inilah yang memberi belut listrik kemampuan menghasilkan dua jenis pelepasan listrik: tegangan rendah dan tegangan tinggi. Organ-organ ini tersusun dari elektrosit, yaitu sel-sel otot yang telah dimodifikasi. Sama seperti sel otot, elektrosit belut listrik mengandung protein aktin dan desmin. Namun, jika protein pada sel otot membentuk struktur padat berupa serat-serat paralel, pada elektrosit protein-protein ini membentuk jaringan yang lebih renggang. Terdapat lima bentuk desmin yang berbeda pada elektrosit, dibandingkan dengan dua atau tiga bentuk pada sel otot. Namun, fungsi desmin pada elektrosit masih menjadi misteri hingga tahun 2017.
Protein kanal kalium yang terlibat dalam pelepasan listrik, termasuk KCNA1, KCNH6, dan KCNJ12, distribusinya berbeda-beda di antara ketiga organ listrik tersebut. Sebagian besar protein ini paling banyak terdapat di organ utama dan paling sedikit di organ Sachs, kecuali KCNH6 yang justru paling banyak di organ Sachs. Organ utama dan organ Hunter kaya akan protein kalmodulin, yang berperan dalam mengendalikan kadar ion kalsium. Kalmodulin dan kalsium membantu mengatur kanal natrium berpintu tegangan yang menghasilkan pelepasan listrik. Organ-organ ini juga kaya akan natrium kalium ATPase, yaitu pompa ion yang digunakan untuk menciptakan perbedaan potensial di sepanjang membran sel.
Pelepasan maksimum dari organ utama bisa mencapai setidaknya 600 volt, yang menjadikan belut listrik sebagai ikan listrik terkuat. Ikan air tawar seperti belut listrik membutuhkan tegangan tinggi untuk menghasilkan sengatan yang kuat karena air tawar memiliki resistansi yang tinggi. Ikan listrik air laut yang kuat seperti ikan pari torpedo menghasilkan sengatan dengan tegangan yang jauh lebih rendah tetapi dengan arus yang jauh lebih tinggi. Belut listrik menghasilkan sengatan kuatnya dengan sangat cepat, dengan laju mencapai 500 Hertz, yang berarti setiap sengatan hanya berlangsung sekitar dua milidetik. Untuk menghasilkan tegangan tinggi, belut listrik menumpuk sekitar 6.000 elektrosit secara seri (memanjang) di organ utamanya. Organ ini mengandung sekitar 35 tumpukan semacam itu secara paralel, di setiap sisi tubuhnya. Kemampuan menghasilkan denyut bertegangan tinggi dan berfrekuensi tinggi ini juga memungkinkan belut listrik melakukan elektrolokasi terhadap mangsa yang bergerak cepat. Total arus listrik yang dialirkan selama setiap denyut bisa mencapai sekitar 1 ampere.
Masih belum jelas mengapa belut listrik memiliki tiga organ listrik tetapi pada dasarnya menghasilkan dua jenis pelepasan, yaitu untuk elektrolokasi atau untuk melumpuhkan. Pada tahun 2021, Jun Xu dan rekan-rekannya menyatakan bahwa organ Hunter menghasilkan jenis pelepasan ketiga dengan tegangan menengah, yaitu antara 38,5 hingga 56,5 volt. Pengukuran mereka menunjukkan bahwa pelepasan ini hanya terjadi sekali, kurang dari 2 milidetik, setelah pelepasan bertegangan rendah dari organ Sachs dan sebelum pelepasan bertegangan tinggi dari organ utama. Mereka berpendapat bahwa pelepasan ini tidak cukup kuat untuk merangsang respons dari mangsa, sehingga mereka menduga fungsinya mungkin untuk koordinasi di dalam tubuh belut listrik, dengan menyeimbangkan muatan listrik. Namun, mereka menyatakan bahwa penelitian lebih lanjut masih diperlukan.
Ketika belut listrik mengidentifikasi mangsa, otaknya mengirimkan sinyal saraf ke organ listrik. Sel-sel saraf yang terlibat melepaskan bahan kimia neurotransmiter asetilkolin untuk memicu pelepasan listrik. Hal ini membuka kanal ion, memungkinkan natrium mengalir ke dalam elektrosit dan membalik polaritas untuk sesaat. Pelepasan dihentikan oleh aliran keluar ion kalium melalui serangkaian kanal ion yang terpisah. Dengan menyebabkan perbedaan potensial listrik yang tiba-tiba, ia menghasilkan arus listrik dengan cara yang mirip seperti baterai, sel-sel ditumpuk untuk menghasilkan output tegangan keseluruhan yang diinginkan. Diduga bahwa organ Sachs digunakan untuk elektrolokasi; pelepasannya hampir 10 volt pada frekuensi sekitar 25 Hz. Organ utama, yang didukung oleh organ Hunter dalam beberapa hal, digunakan untuk melumpuhkan mangsa atau untuk menghalau predator; ia dapat memancarkan sinyal dengan laju beberapa ratus hertz. Belut listrik dapat memusatkan pelepasan untuk melumpuhkan mangsa lebih efektif dengan melengkungkan tubuh dan melakukan kontak dengan mangsa di dua titik sepanjang tubuh. Ada juga dugaan bahwa belut listrik dapat mengendalikan sistem saraf dan otot mangsanya melalui denyut listrik, mencegah mangsa melarikan diri, atau memaksanya bergerak agar dapat dilacak, tetapi hal ini masih diperdebatkan. Dalam membela diri, belut listrik telah diamati melompat keluar dari air untuk memberikan sengatan listrik kepada hewan yang mungkin menjadi ancaman. Sengatan dari belut listrik yang melompat cukup kuat untuk mengusir hewan sebesar kuda.