Formes des organes électriques. Différents poissons générateurs de champs électriques possèdent des organes électriques de différentes formes (en noir).

Les diverses espèces de poissons fortement ou faiblement électriques présentent des organes électriques qui diffèrent grandement d’une espèce à l’autre tant dans leur façon de générer le courant que de la position et de l’anatomie de l’organe électrique. Dans la plupart des cas, les organes électriques se forment durant le développement embryonnaire à partir de fibres musculaires modifiées.

Contrairement aux autres, l’organe électrique des aptéronotes provient de neurones modifiés. Ainsi, l’organe électrique des aptéronotes est composé d’axones provenant de neurones électromoteurs de la moelle épinière qui forment un organe distinct juste sous la moelle épinière (ventralement). Le soma d’un neurone électromoteur, qui est situé dans la moelle épinière, projette son axone dans l’organe électrique qui se dirige ensuite antérieurement (vers la tête) sur quelques segments avant de faire demi-tour et de retourner près de son point d’entrée.

L’organe électrique est comme un circuit imprimé en électronique. La longueur de l’organe électrique de même que la distance parcourue par les fibres dans l’organe électrique varie selon les diverses espèces d’aptéronotes.

Anatomie de l'organe électrique des poissons-couteaux bruns avec les axones électromoteurs des électrocytes.

Lorsqu’un influx nerveux passe le long des fibres électromotrices leurs différentes formes contribuent à changer le champ électrique émis. L’analogie avec les circuits imprimés peut être poussé plus loin. Le demi-tour des fibres électromotrices dans l’organe électrique explique la bipolarité (positive et négative) du champ électrique émis : la polarité du champ s’inverse quand l’influx nerveux (le potentiel d’action) change de direction dans les fibres électromotrices. Même la largeur des fibres, la position des nœuds de Ranvier et les types de canaux ioniques présents dans ces nœuds contribuent à la forme du champ électrique.

L’influx nerveux part du soma du neurone électromoteur et se poursuit tout le long de la fibre électromotrice. Au départ, le courant produit par l’influx entre par les nœuds étroits dans le segment postérieur de la fibre. Ce qui correspond à la phase où la tête du poisson est chargée positivement pendant la EOD. Les larges nœuds au bout antérieur sont inexcitables et laissent passer seulement un courant sortant qui atténue temporairement l’amplitude du potentiel d’action. Puis, lorsque l’influx se propage dans le détour, il reprend de plus bel et active le segment qui s’étend vers la queue, le champ électrique émis s’inverse. Finalement, l’influx arrive au bout de la fibre électromotrice et s’atténue. Mais très rapidement, un autre potentiel d’action en provenance du neurone électromoteur arrive, prêt à prendre la relève pour le cycle suivant.

Références Erik Harvey-Girard.  "Organe électrique : circuit imprimé d’une antenne vivante."  Apteronote. Ed. Erik Harvey-Girard. Ottawa: Mai 30, 2005. <  >