Peixes elétricos de campo fraco da espécie Gymnotus carapo têm hábitos noturnos e possuem um sistema sensorial e um órgão gerador especializados para captar e produzir pulsos elétricos. O sistema nervoso desses animais evoluiu de modo a utilizar este sentido elétrico para navegação (eletrolocalização) e para comunicação social (eletrocomunicação). Os pulsos elétricos são facilmente detectáveis e podem também ser usados para interagir diretamente com o sistema nervoso dos animais de modo não-invasivo. Além disso, esses peixes são muito sensíveis às condições ambientais e existe um grande interesse em suas aplicações como biossensores. Muitos trabalhos têm sido feitos utilizando dipolos elétricos simples como modelos para simular o órgão elétrico em peixes artificiais e estudar sua interação elétrica com peixes reais. Neste contexto, desenvolvemos um aparato para estudar como o sinal elétrico se propaga na água em experimentos com os animais e com dipolos artificias. Mostramos que a propagação do sinal nos peixes apresenta um decaimento exponencial em função da distância ao transmissor, e que a constante de decaimento independe do tamanho do peixe e das condições de contorno impostas por um ambiente espacialmente limitado, como é o caso do hábitat natural dos animais. Mostramos também que as características invariantes de propagação do sinal são devido à distribuição espacial do órgão elétrico ao longo do corpo do peixe. Nos dipolos, o decaimento ocorre de modo diferente e depende muito de seu tamanho e das condições de contorno, limitando bastante sua aplicação como peixes artificiais. Acredita-se que o sentido elétrico dos peixes tenha um alcance da ordem de centímetros, sendo mais comparável a uma espécie de tato do que com visão. Nossos resultados indicam que esse alcance é muito maior e que a complexidade do órgão elétrico pode ter evoluído de modo a permitir aos animais navegar usando uma sensação direta de distância, sem paralelo em nossos sentidos. Por fim, verificamos que a condutividade da água também não afeta as características do decaimento. A resistência equivalente da água, ao redor do animal, funciona como se fosse uma carga elétrica passiva para seu órgão elétrico gerador, limitando seu alcance por estabelecer a amplitude inicial do sinal, sem alterar a constante do decaimento exponencial de sua propagação.

Weakly electric fishes, such as Gymnotus carapo, evolved nervous systems able to control specialized sensory and generator organs, providing abilities such as navigation (electrolocation) and social communication (electrocommunication), by using a kind of electric sense. Their electric pulses can be easily recorded, by using non-invasive techniques, allowing interaction with their nervous systems in an electrical level. These animals are also very sensitive to environmental properties and could be used as remote biosensors. Several studies address the question of such electrical interactions by using a kind of artificial fish, where the real electric organ is emulated by using simple electric dipoles. Here we describe the development of an experimental apparatus to study the water propagation of electrical pulses from real fish and from artificial dipoles. We found the real fish pulses amplitude exponentially decays in water as a function of the distance to the pulse source. Moreover, the decay constant found is invariant with respect to the fish size and to the boundary conditions commonly found in the natural fish habitat. We show the invariant properties of the propagation are due to the spacial distribution of the electric organ along the fish body. In dipoles the propagation is very sensitive to the dipoles size and boundary conditions, revealing several limitations to their use as effective artificial fishes. There are some ideas of the electric sense in fish having a short range, more related to a kind of tactile sense than to some sort of visual sense. Our results point that the reach of the electrical sense is much higher. Moreover, we propose the complex and spatial distributed electric organ evolved to provide animals with navigation abilities based in a direct sense of distance, without similar in humans. The conductivity of water also does not affect the properties of the fish pulses propagation. The water surrounding the fish body has an equivalent resistence that acts as a passive load for the electric organ. Its effect is to set the initial amplitude of the pulse, without changing the exponential decay constant.