Adaptaciones letales: cómo animales y plantas resisten venenos, aprovechan toxinas y desafían la vida en ecosistemas extremos

Durante millones de años, la naturaleza fue escenario de una guerra química en la que plantas, insectos, peces, anfibios y reptiles participaron en un ciclo continuo de defensa y ataque.

Las toxinas actúan tanto como armas como escudos. Algunos animales no solo desarrollaron la capacidad de sobrevivir a venenos letales, sino que también logran aprovechar sus propiedades.

Un informe realizado por Knowable Magazine y Popular Science, con base en un estudio publicado en Annual Review of ecology, evolution and systematics, reseña los mecanismos evolutivos detrás de resistencia de ciertas especies a sustancias potencialmente mortales.

Un ejemplo destacado es el de un grupo de serpientes recolectadas en la Amazonía colombiana. En un experimento liderado por la bióloga Valeria Ramírez Castañeda de la Universidad de California en Berkeley, estos reptiles se enfrentaron a la decisión de alimentarse o morir de hambre.

Su única fuente de alimento disponible eran ranas venenosas de tres rayas (Ameerega trivittata), cuyas pieles contienen histrionicotoxinas, pumiliotoxinas y decahidroquinolinas, compuestos capaces de alterar proteínas celulares esenciales.

De las 10 serpientes estudiadas, seis rechazaron las presas venenosas. Las otras cuatro optaron por alimentarse, pero antes de hacerlo, arrastraron las ranas por el suelo, en lo que parece un intento por reducir la concentración de toxinas. El equipo científico observó este procedimiento, que podría ser una estrategia para limitar el riesgo al ingerir sustancias tóxicas.

Tres serpientes sobrevivieron tras la ingesta, lo que indica que disponen de mecanismos metabólicos capaces de procesar o neutralizar al menos parte de las toxinas.

Según la bióloga evolutiva Rebecca Tarvin, de la Universidad de California en Berkeley, quien supervisó la investigación, estos casos ilustran cómo las toxinas pueden moldear la evolución. “Tan solo miligramos de un único compuesto pueden cambiar todas las interacciones de un ecosistema”, afirmó.

Los mecanismos para desarrollar veneno o inmunidad a sustancias nocivas difieren entre especies. Algunos animales, como los sapos bufónidos, producen sus propias toxinas, glucósidos cardíacos que afectan la bomba de sodio-potasio, crucial para la función celular, mientras que otros, como el pez globo, alojan bacterias que fabrican compuestos mortales como la tetrodotoxina.

Ciertas especies adquieren toxinas a través de la dieta. Las ranas venenosas obtienen compuestos letales al ingerir determinados insectos y ácaros. A lo largo del tiempo, muchas especies adaptaron su fisiología y generaron variantes de proteínas, como la bomba de sodio-potasio, para impedir que las toxinas ejerzan sus efectos.

No obstante, estos cambios pueden tener consecuencias. La bióloga molecular Susanne Dobler, de la Universidad de Hamburgo, detalló que cuanto más resistente es la bomba de sodio-potasio a los glucósidos, menor resulta su eficiencia, sobre todo en las células nerviosas, donde su función es crítica.

En investigaciones sobre la chinche de la asclepia, Dobler observó que este insecto compensa con versiones alternativas de la proteína y mediante transportadores ABCB, encargados de expulsar compuestos dañinos de las células.

El equipo de Tarvin identificó que el hígado de las serpientes terrestres reales cumple un papel esencial neutralizando toxinas. Pruebas con cultivos celulares revelaron que este órgano contiene enzimas capaces de transformar venenos en compuestos inocuos, y proteínas que se adhieren a las toxinas para evitar que se unan a sus objetivos.

Un mecanismo comparable se documentó en las ardillas terrestres de California. Sus proteínas sanguíneas bloquean toxinas del veneno de la serpiente de cascabel.

El biólogo evolutivo Matthew Holding, de la Universidad de Michigan, comprobó que la composición del antídoto natural de las ardillas varía según las serpientes de la región, lo que demuestra coevolución entre depredador y presa.

Estas defensas, sin embargo, tienen límites. Incluso las serpientes de cascabel pueden morir por dosis suficientemente altas de su propio veneno, lo que revela la fina línea entre resistencia y vulnerabilidad.

Algunas especies no solo sobreviven a las toxinas, sino que las almacenan y las usan como defensa. El escarabajo iridiscente de la apocino acumula glucósidos cardíacos de las plantas hospedadoras en su superficie. Cuando se le molesta, emite pequeñas gotas visibles en sus élitros, según explicó Dobler.

Esta forma de apropiación química aparece también en las mariposas monarca, que recaban glucósidos del algodoncillo. El biólogo y genetista Noah Whiteman detectó que aves como el picogrueso cabecinegro evolucionaron la tolerancia a las toxinas de las monarcas y utilizan esta capacidad para alimentarse de ellas.

Whiteman explicó el fenómeno: “Es simplemente asombroso el recorrido de esta pequeña molécula y su influencia en la evolución”. Desde una planta de algodoncillo en Ontario hasta un bosque montañoso a miles de kilómetros de distancia, una sola toxina puede transformar las reglas de la supervivencia y redefinir las relaciones entre especies.