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El fenotipo extendido: la genética más allá del propio cuerpo

Los genes determinan nuestro color de ojos, altura, desarrollo a lo largo de la vida e, incluso, nuestro comportamiento. Todos los seres vivos poseen un juego de genes que, al expresarse, se manifiestan de una forma más o menos explícita en su cuerpo, modelándolo y otorgándole de una serie de rasgos y funciones. ¿Es posible, sin embargo, que la expresión de algunos genes tenga efectos más allá del propio cuerpo?

Descubre algunas ideas básicas sobre la teoría del fenotipo extendido.

El fenotipo extendido: la genética más allá del propio cuerpo

Antes de nada, necesitamos aclarar dos conceptos básicos que os ayudarán a entender mejor el concepto de fenotipo extendido: genotipo y fenotipo.

Genotipo

El genotipo es la colección de genes o información genética que posee un organismo en particular en forma de ADN. También puede referirse a los dos alelos de un gen (o formas alternativas de un gen) que hereda un organismo de sus progenitores, uno por progenitor.

La información que un organismo en particular posee en forma de DNA constituye su genotipo. Imagen de dominio público.

No debe confundirse con el genoma: mientras que el genoma hace referencia al conjunto de genes contenidos en el ADN de una especie sin tener en cuenta su diversidad (polimorfismos) entre individuos, el genotipo sí contempla estas variaciones. Por ejemplo: el genoma humano (de toda la especie Homo sapiens sapiens) y el genotipo de una única persona (el acervo o conjunto de genes y sus variaciones en un único individuo).

Fenotipo

El genotipo, o al menos parte de él, se expresa en el organismo contribuyendo a sus rasgos observables. Esta expresión tiene lugar cuando la información codificada en el ADN de los genes se utiliza para sintetizar proteínas o moléculas de ARN, el precursor de las proteínas. El conjunto de rasgos observables que se expresan a partir del genotipo recibe el nombre de fenotipo.

El color de los ojos (fenotipo) se manifiesta a partir de la expresión de los genes de cada organismo particular (genotipo); es decir, de sus alelos. Imagen de cocoparisienne de Pixabay (dominio público).

Sin embargo, los genes no lo son siempre todo a la hora de definir los rasgos de un organismo: el entorno también puede influir sobre su expresión. Así pues, una definición más completa de fenotipo sería el conjunto de atributos que se manifiestan en un organismo en particular como la suma de la expresión de sus genes y de las presiones del entorno sobre éstos. Algunos genes únicamente expresan un fenotipo concreto dadas ciertas condiciones ambientales.

La teoría del fenotipo extendido

El concepto de fenotipo extendido fue acuñado por Richard Dawkins en su libro “El Fenotipo Extendido” (1982). Dawkins se hizo famoso tras la publicación de la que sería su obra divulgativa más polémica, “El gen egoísta” (1976), la cual actúa como precursora de su teoría sobre el fenotipo extendido.

En palabras del propio Dawkins, un fenotipo extendido es aquel que no se limita al cuerpo individual en el que se aloja un gen; es decir, son “todos los efectos que un gen causa sobre el mundo”. Así pues, un gen puede influir en el medio ambiente en el que vive un organismo por medio del comportamiento de dicho organismo.

Dawkins también considera que un fenotipo que va más allá del propio organismo podría llegar a influir en el comportamiento de otros organismos a su alrededor, beneficiando así a todos ellos o únicamente a uno… y no necesariamente al organismo que expresa el fenotipo. Esto llevaría a escenarios a priori extraños como, por ejemplo, que el fenotipo de un organismo fuera ventajoso para un parásito que lo atacara en lugar de para él mismo. Esta idea se resume en lo que Dawkins llama el Teorema central del fenotipo extendido: “el comportamiento de un animal tiende a maximizar la supervivencia de los genes ‘para’ ese comportamiento, independientemente de que dichos genes estén o no en el cuerpo del animal que manifiesta ese comportamiento”.

Esta idea tan compleja cobra sentido si tenemos en cuenta la premisa básica de la que parte Dawkins, la cual trata en su obra “El gen egoísta”: la unidad básica de la evolución y único elemento sobre el que actúa la selección natural, más allá de los individuos y las poblaciones, son los genes, siendo los cuerpos de los organismos meras “máquinas de supervivencia” mejoradas para asegurar la perpetuación de los genes.

Ejemplos de fenotipo extendido

Quizá todos estos conceptos parecen muy complicados, pero lo entenderéis mejor con algunos ejemplos. Según Dawkins, existen tres tipos básicos de fenotipo extendido.

1) Arquitectura animal

Los castores construyen diques y modifican su entorno, de la misma manera que una colonia de termitas construye un termitero y altera el terreno, como parte de su forma de vida.

Dique construído por castores. Imagen de Hugo.arg (CC 4.0)
Termiteros en Australia. Imagen de dominio público.

Por otro lado, las casas o estuches que construyen los tricópteros a su alrededor a partir de material disponible en el medio mejoran su supervivencia.

Larva de tricóptero dentro de su estuche hecho con material vegetal. Imagen de Matt Reinbold (CC 2.0)

Todos estos son ejemplos del tipo de fenotipo extendido más simple: la arquitectura animal. El fenotipo es, en este caso, una expresión física o material del comportamiento del animal que contribuye a mejorar la supervivencia de los genes que expresan este comportamiento.

2) Manipulación del comportamiento del hospedador por parte del parásito

En este tipo de fenotipo extendido, el parasito expresa unos genes que controlan el comportamiento de su hospedador. Dicho de otra forma, el genotipo del parásito manipula el fenotipo (en este caso, el comportamiento) del parasitado.

Un ejemplo clásico es el de grillos siendo controlados por nematomorfos o gordiáceos, un grupo de “gusanos” parasitoides (en inglés, “hair worms”), como se explica en este vídeo:

En resumen: las larvas de estos gusanos se desarrollan en huéspedes acuáticos, como las larvas de las efímeras. Una vez las efímeras alcanzan la adultez tras la metamorfosis, se desplazan volando a tierra firme, donde mueren; y es aquí donde los grillos entran en escena: un grillo adulto se alimenta de los restos de las efímeras y adquiere los parasitoides, los cuales se desarrollan en el interior del grillo alimentándose de su grasa corporal. Los gusanos adultos deben volver al medio acuático para completar su ciclo vital, por lo que, para ello, controlarán el cerebro del grillo para “obligarle” a ir hasta una fuente de agua. Una vez en el agua, los gusanos dejan atrás el cuerpo del grillo, el cual muere ahogado.

Otros ejemplos son el de las hembras de mosquito portadoras del protozoo de la malaria (Plasmodium), el cual hace que las hembras de mosquito (Anopheles) se sientan más atraídas por el aliento humano que las no infectadas, y el de las agallas inducidas en plantas por varias insectos, como los cinípidos (pequeñas avispas).

3) Acción a distancia

Un ejemplo recurrente de este tipo de fenotipo extendido es la manipulación del comportamiento del hospedador por parte de los polluelos de cuco (grupo de aves de la familia Cuculidae). Muchas especies de cucos, como el cuco común (Cuculus canorus), ponen sus huevos en los nidos de otras aves para que éstas los críen en su lugar; al mismo tiempo, los polluelos de cuco eliminan la competencia deshaciéndose de los huevos de la otra especie.

¡Mirad cómo el polluelo de cuco se deshace de los huevos de carricero común (Acrocephalus scirpaceus)!

En este caso de parasitismo, el polluelo no está físicamente asociado al hospedador pero, sin embargo, influye en la expresión de su fenotipo conductual.

Carricero común adulto alimentando a un polluelo de cuco común. Imagen de Per Harald Olsen (CC 3.0).

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Existen muchos más ejemplos y estudios acerca de este concepto. Si os interesa mucho el tema, os recomiendo la lectura del gen egoísta (siempre desde una mirada crítica y abierta). Si, además, tenéis unos buenos conocimientos en biología, os animo a leeros también el fenotipo extendido.  

Imagen de portada: Alandmanson/Wikimedia Commons (CC BY-SA 4.0)

El avispón asiático gigante (Vespa mandarinia): ¿Qué sabemos sobre él?

De entre los numerosos organismos exóticos invasores que han alcanzado Europa, avispas y avispones asiáticos se encuentran dentro de los más comentados en redes sociales y foros naturalistas. El avispón asiático (Vespa velutina) se instaló en Europa y, posteriormente, en la Península Ibérica, convirtiéndose en un dolor de cabeza para apicultores y administración al tratarse de una especie especialmente voraz. Sin embargo, existe un insecto que preocupa aún más, si cabe, a los apicultores occidentales que el avispón asiático: el avispón asiático gigante (Vespa mandarinia).

¿Qué sabemos sobre esta especie? ¿Su presencia en Occidente es real o simplemente el fruto de identificaciones erróneas? Te lo contamos en este artículo.

El avispón asiático gigante (Vespa mandarinia): ¿Qué sabemos sobre él?

Durante mi último viaje a Japón el pasado mes de septiembre, me encontré cara a cara con un insecto espectacular: el avispón asiático gigante (Vespa mandarinia). Verla en directo me impresionó bastante, hecho que me motivó a escribir este post.

El avispón asiático gigante (Vespa mandarinia) es una especie de himenóptero nativa del este y sudeste de Asia especialmente abundante en las zonas rurales de Japón. Hasta hace poco tiempo, se consideraba que la variedad japonesa pertenecía a una subespecie endémica propia de este país (Vespa mandarinia japonica); sin embargo, actualmente esta clasificación no se considera válida.

Se trata del avispón (especie dentro del género Vespa, o avispones verdaderos) más grande del mundo. Las obreras miden entre 3.5 y 4.0 cm, mientras que las reinas suelen medir alrededor de 5.0 o 6.0 cm, incluso más en algunos casos puntuales, y presentar una longitud de ala a ala de entre 3.5 y 7.5 cm; un monstruo en comparación a los avispones asiáticos (Vespa velutina), que miden de 2.0 a 3.0 cm (3.5 cm las reinas).

Vespa mandarinia Natural Museum of Natural Science Tokyo
Ejemplar de Vespa mandarinia (izquierda) depositado en la exposición general del Museo Nacional de Historia Natural de Tokyo, Japón. Imagen de Irene Lobato Vila.

En Japón, de hecho, se las conoce como オオスズメバチ (oosuzumebachi), lo que puede traducirse como “avispa gorrión”.

¿Cómo lo diferenciamos de otras especies similares?

El avispón gigante asiático es fácilmente reconocible, y se diferencia de otras especies dentro del género Vespa, por su gran envergadura, presentar una cabeza completamente amarillo-anaranjada muy fácil de distinguir incluso en movimiento (la cual contrasta con el resto del cuerpo, de color más oscuro), un clípeo bien desarrollado y una cara en visión frontal muy ensanchada por los lados.

Cara Vespa mandarinia
Cara de Vespa mandarinia. Imagen modificada a partir de la original de Gary Alpert, CC 3.0.

Además, y a diferencia del avispón asiático (V. velutina), presenta las patas más oscuras (amarillas en V. velutina) y el metasoma o abdomen generalmente con rallas amarillo-anaranjadas y negras alternadas (casi negro, con el cuarto segmento amarillo, en V. velutina).

Vespa mandarinia male
Vespa mandarinia. Imagen de Yasunori Koide, CC 4.0.
Vespa velutina
Vespa velutina. Imagen de Francis ITHURBURU, CC 3.0.

El avispón gigante asiático es muy similar a nuestro avispón autóctono, el avispón europeo (en América) o simplemente avispón (Vespa crabro). Sin embargo, se diferencia fácilmente de esta especie por los rasgos mencionados anteriormente.

Comparisson Vespa
Vespa mandarinia (arriba), Vespa crabro (abajo a la izquierda), Vespa vulgaris (abajo centro) y Vespa germanica (abajo a la derecha). Imagen de @carim_nahaboo en picbear.org.

Fuera del género Vespa, tampoco debe confundirse con Megascolia maculata, frecuente en Europa y Próximo Oriente y con un tamaño de entre 2 y 4 cm.

Megascolia maculata. Imagen de gailhampshire, CC 2.0.

Comportamiento y biología

Nidificación

El avispón asiático gigante es una especie eusocial (organismo colonial y jerárquio, con formas sexuales y asexuales que conviven a la vez y con un fuerte cuidado parental) que nidifica principalmente en montañas y bosques situados a poca altura. Además, y a diferencia del resto de especies dentro del género Vespa, V. mandarinia construye sus nidos casi exclusivamente en cavidades en el suelo, raramente en edificios. Estas cavidades pueden ser excavadas por el propio avispón, proceder de espacios situados cerca de raíces putrefactas o bien tratarse de madrigueras abandonadas de roedores, serpientes u otros organismos.

En épocas de reproducción y nidificación, V. mandarinia se presenta especialmente agresiva y territorial, por lo que las obreras no dudarán en atacar en caso de sentirse amenazadas. El periodo de cópula de esta especie suele tener lugar en otoño, por lo que es en esta época cuando, en caso de adentrarnos en territorios de nidificación, debemos ir con más cuidado (durante nuestro ascenso al Monte Misen, en la isla de Itsukushima (al sur de Hiroshima), nos encontramos una buena cantidad de estos avispones…y no parecían muy contentos de vernos allí).

Mount Misen
Camino de ascenso al Monte Misen (Itsukushima, Japón), hábitat de V. mandarinia. Imagen de Irene Lobato Vila.

Las obreras suelen alejarse del nido entre 1 y 2 km, pudiendo alcanzar incluso los 8 km. No dudarán, pues, en perseguir a una posible amenaza diversos quilómetros en caso de ser necesario.

Alimentación

Vespa mandarinia es muy voraz, más incluso que su pariente V. velutina: se alimenta de otros insectos, entre ellos de abejas melíferas. Es, además, una especie dominante en los hábitats en los que se encuentra, por lo que casi no presenta amenazas (salvo el propio ser humano) y actualmente no se teme por su estado de conservación.

Su voracidad es la que la convierte en una especie especialmente problemática para la apicultura, pues un solo avispón puede acabar tranquilamente con 40 o 50 abejas en un minuto. Además, es la única avispa eusocial que realiza ataques grupales contra colmenas de abejas y otros nidos de avispas. Estos ataques suelen dividirse en tres fases:

  • Fase de caza: obreras solitarias esperan fuera de la colmena o nido y capturan a sus presas al vuelo. Las presas son llevadas por el avispón a su nido para alimentar a las larvas. Fase de durabilidad indefinida.
  • Fase de “matanza”: entre 2 y 50 avispones se reúnen en una colmena o nido previamente marcado químicamente por una obrera, e inician una matanza masiva de abejas o avispas. A diferencia de la fase anterior, en ésta los avispones ignoran los cadáveres de las presas, que se van acumulando. Raras veces se producen bajas en las filas de los avispones, pero si sus ataques se prolongan mucho en el tiempo es posible que mueran exhaustas o de hambre.
  • Fase de ocupación: los avispones pasan a defender la colmena o nido “conquistado”, del cual capturan las larvas para dar de comer a su propia progenie y a la reina. Durante la ocupación, los avispones pasan a ser muy territoriales y agresivos.

La abeja melífera europea (Apis mellifera) ha sido ampliamente importada a Japón debido a que su especie de abeja melífera nativa (Apis cerana) no es tan productiva. Desgraciadamente, la abeja melífera europea se encuentra indefensa ante V. mandarinia al no haber desarrollado ningún sistema defensivo contra este voraz depredador, cosa que sí ha hecho A. cerana.

Si no, mirad este vídeo, el cual ya comentamos en este post:

Picadura

Las hembras de Vespa mandarinia presentan un aguijón de entre 6mm y 1cm con el que pueden inyectar una gran cantidad de veneno. Y es precisamente la cantidad inyectada de veneno y no tanto su composición lo que las hace especialmente peligrosas.

Anualmente, entre 30 y 50 personas mueren por picaduras de esta especie en Japón, convirtiéndose en el organismo más mortífero de este país seguido de osos y serpientes venenosas. Una simple picadura puede requerir de atención médica primaria u hospitalización, e incluso en personas no alérgicas puede llegar a causar choques anafilácticos o fallos sistémicos si la dosis de veneno inyectada (resultado de una única picadura o por la suma de varias al mismo tiempo) es suficientemente elevada.

Warning
Señalización para alertar sobre la presencia de V. mandarinia en Enoshima (Kanagawa, Japón). Imagen de Irene Lobato-Vila.

¿Se encuentra actualmente en Occidente?

Vespa mandarinia NO se encuentra en Occidente. Recientemente se confirmó el hallazgo de un único nido de esta especie en la isla de Vancouver, Canadá, el cual fue erradicado según fuentes del Ministerio de Agricultura. Salvo este caso aislado, hoy en día no se han registrado más avistamientos del avispón gigante asiático en Occidente, por lo que todas las supuestas citas de esta especie han sido fruto de identificaciones erróneas.

A pesar de esto, las administraciones se encuentran en alerta, pues de la misma manera que V. velutina se introdujo en Europa en 2004, también podría hacerlo V. mandarinia. Debido a su potencial colonizador y por constituir una amenaza grave para las especies autóctonas y la producción apícola, esta especie fue incluida en el Catálogo Español de Especies exóticas Invasoras a pesar de no encontrarse aún (y esperemos que nunca) en la Península Ibérica.

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¿Veremos alguna vez a V. mandarinia en Occidente? Esperemos que no…

Imagen de portada propiedad de Yasunori Koide, CC 3.0.

Los mamíferos extinguidos más recientemente debido a los humanos

La historia de la vida está repleta de extinciones de diversos seres vivos, algunas masivas y popularmente conocidas, como la de los dinosaurios. La extinción es un proceso habitual, quizá necesario,  en la evolución biológica. Aun así, la responsabilidad que tenemos la especie humana del elevado ritmo de extinciones en los últimos años es alarmante. Incluso se habla de una nueva era geológica, en la que el planeta a nivel global está cambiando debido a nuestra actividad: el Antropoceno. En este artículo conocerás cuatro mamíferos que existían hace apenas 300 años, pero ya no volveremos a ver nunca más en vivo. ¿O quizá sí?

LOS MAMÍFEROS EXTINGUIDOS MÁS RECIENTEMENTE DEBIDO A LOS HUMANOS

1. EL TILACINO

Empezamos por el tilacino, lobo marsupial o tigre de Tasmania (Thylacinus cynocephalus). Bajo esta variedad de nombres, se encuentra un animal más próximo a los canguros y koalas que a los tigres o lobos: el tilacino era un marsupial originario de Australia.

Uno dels pocos lobos marsupiales que es conservan taxidermizados en el mundo. Museo nacional de Ciencias Naturales, Madrid. Foto: Mireia Querol Rovira

El tilacino era un cazador solitario y crepuscular, que atrapaba a sus presas mediante emboscadas, ya que no era muy veloz. Una característica única era la capacidad que tenía para abrir la boca: las potentes mandíbulas podían abrirse en un ángulo de 120 grados. Obsérvalo en el siguiente vídeo:

De la misma manera que el resto de marsupiales, las crías no nacían directamente, sino que terminaban de desarrollarse en el marsupio (la popularmente conocida como “bolsa”) de la madre.

Extinción y protección del tilacino

El último ejemplar salvaje conocido fue cazado en 1930, y en 1933 murió el último ejemplar cautivo en un zoo, 125 años después de su descripción (1808). Existen diversas hipótesis sobre su extinción:

  • Caza intensiva: Igual que pasa actualmente con el lobo en España, el lobo marsupial fue acusado de matar ganado, por lo que se ofrecían recompensas por animal abatido. Estudios posteriores han concluido que su mandíbula no era lo suficientemente fuerte como para matar una oveja adulta.
  • Reducción del hábitat y de las presas: con la colonización de Australia su hábitat y presas habituales se vieron reducidos.
  • Introducción de especies invasoras y enfermedades: la colonización también suposo la introducción de especies que competían con el tilacino (perros, zorros…) y enfermedades nuevas a las que no estaba inmunizado.

La protección de la especie se aprobó 59 días antes de la muerte del último ejemplar, una ley a todas luces tardía e insuficiente.

Si quieres saber más sobre el tilacino te invitamos a leer el artículo que le dedicamos hace 4 años: El tilacino: nosotros lo extinguimos.

2. LA QUAGGA

La cuaga o quagga (Equus quagga quagga) se trataba de una subespecie de cebra que habitaba las llanuras de Sudáfrica. La mitad anterior del cuerpo poseía las típicas rayas negras y blancas de la cebra, que se iban difuminando para dar lugar a un color marronáceo en su parte posterior, por lo que en un principio se creyó que era una especie separada de la cebra común (Equus quagga). Las patas eran blancas.

Su extraño nombre pertenece a la onomatopeya en la lengua de los Khoi del ruido que hacían las cuagas.

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Cuaga taxidermizada en el Museo de Historia Natural de Bamberg. Solo existen 23 cuagas disecadas en todo el mundo. Foto: Reinhold Möller

Extinción y recuperación de la quagga

El último ejemplar salvaje murió en 1870, y el último en cautividad murió en 1883 en el zoo de Amsterdam, solo 98 años después de su descripción (1785). Aunque la quagga se empezó a cazar por parte de los colonos holandeses para utilizar su carne y piel, la disminución de su población se vio acelerada hasta la extinción ante la caza intensiva para exterminar los animales salvajes de la zona y así utilizar los pastos para el ganado doméstico.

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De las pocas fotografías existentes de una quagga, en el zoológico de Londres (1870). Foto: Biodiversity Heritage Library (dominio público)

En su momento no se hizo ningún esfuerzo de conservación. Es más, no se supo que la quagga del zoo de Amsterdam era la última existente. Sin embargo, la quagga tiene el dudoso honor de ser la única especie extinta que ha “vuelto a la vida” gracias a un proyecto llamado The Quagga Project que se inició en 1987. Cuando se descubrió que la quagga no era una especie separada de la cebra, sino una subespecie, se secuenció su ADN y se comparó con el de la cebra. Al fin y al cabo, si eran subespecies, las cebras debían tener en sus genes ADN de las quaggas. Mediante la cría selectiva de cebras con tendencia a la desaparición de las rayas, algunas quaggas se encuentran pastando actualmente en campos del norte de Sudáfrica.

Aunque la primera técnica en la que se piensa para la recuperación de especies extintas es la clonación, en el caso de la quagga ha sido posible mediante la reproducción de cebras seleccionadas gracias al ADN de quagga conservado en su genoma, aunque no sean quaggas 100% idénticas a sus antepasadas extintas.

En este vídeo puedes ver quaggas actuales y el proceso de investigación seguido para “resucitarlas” (subtítulos en inglés):

3. VACA MARINA DE STELLER

La vaca marina de Steller (Hydrodamalis gigas) era un sirenio, es decir, un mamífero marino del mismo orden que los manatís y el dugongo. Se distribuía por el mar de Bering, cerca de Kamchatka (este de Rusia). Medía hasta 8 metros de largo y pesaba 5 toneladas.

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Modelo y esqueleto de vaca marina de Steller. Foto: KKPCW

A diferencia del resto de sirenios, que habitan en el océano Índico y parte del Pacífico, la vaca marina de Steller habitaba en aguas frías, poseía menos dientes y era el mejor sirenio adaptado a la vida marina. Era totalmente herbívora (algas y plantas).

Extinción y conservación de la vaca marina de Steller

La vaca marina de Steller posee el triste récord de ser el animal más rápido en extinguirse desde su descubrimiento en 1741: tan solo 27 años. La causa vuelve a ser la caza indiscriminada por parte de  cazadores de focas y balleneros, para lucrarse con la piel, carne y grasa. Sin apenas depredadores, las vacas marinas fueron presas fáciles. No se hizo ningún esfuerzo de conservación de la especie.

Actualmente solo existen unos 20 esqueletos y pocas muestras de piel.

4. RINOCERONTE NEGRO OCCIDENTAL

Terminamos la lista de mamíferos extintos recientemente con el rinoceronte negro occidental (Diceros bicornis longipes), una subespecie del rinoceronte negro. Medía casi 4 metros de largo y podía llegar a pesar 1,3 toneladas. Como todos los rinocerontes, eran herbívoros.

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Rinoceronte negro occidental. Fuente: savetherhino.org

Extinción y conservación del rinoceronte negro occidental

Habitaba en la sabana del centro-oeste de África hace tan solo 8 años (la UICN lo declaró extinto en 2011). La causas de su extinción fueron:

  • Pérdida de hábitat.
  • Matanzas por parte de granjeros para proteger sus cosechas.
  • Y sobre todo la caza furtiva, principalmente para comercializar con sus cuernos y como trofeos de caza. Los cuernos de los rinocerontes se utilizan en la medicina tradicional china, al que se le atribuyen propiedades medicinales, propiedades sin ninguna evidencia científica. Si quieres conocer más animales amenazados debido a esta actividad, te invitamos a leer Los cinco animales más amenazados por la medicina tradicional china.

De los 850.000 ejemplares censados a principios de siglo XX, entre 1960 y 1995 los furtivos redujeron la población en un 98%. En 2001, solo quedaban 5 rinocerontes vivos. A pesar de las medidas de conservación tomadas a principios del siglo XX, la lucha contra la caza y aplicación de sentencias contra los furtivos fueron decayendo con el tiempo, lo que condujo  a la desaparición de la subespecie.

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Rinoceronte con el cuerno amputado. Foto: A. Steirn

Otra subespecie de rinoceronte se ha extinguido en los últimos años: el rinoceronte negro del sur (Diceros bicornis bicornis) desapareció en 1850 debido a la caza excesiva y destrucción del hábitat. El resto de subespecies están críticamente amenazadas.

PARA REFLEXIONAR

La lista de animales extintos en época histórica y a causa de la acción humana no deja de crecer. Algunos, como el delfín chino de de río o Baiji (Lipotes vexillifer), se ha declarado extinto en más de una ocasión. Actualmente la UICN lo tiene categorizado como críticamente amenazado-posiblemente extinto, aunque no hay evidencias sólidas de su existencia desde 2007. La vaquita marina (Phocoena sinus) puede ser la siguiente, con solo 12 ejemplares detectados en 2018.

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Baji fotografiado antes de su muerte en cautividad, 2002. Foto: Institute of Hydrobiology, Wuhan, China

A pesar de que los animales, y sobre todo los mamíferos, contienen las especies más icónicas que la opinión popular quiere conservar, no hay que olvidar el valor biológico de otras especies de animales, plantas, hongos e incluso bacterias de las que deberíamos evitar su extinción.  En un futuro artículo daremos a conocer algunas de estas especies.

¿Es un gusano? ¿Es una oruga? ¡NO! Es un onicóforo

Entre la hojarasca y la tierra de selvas tropicales y bosques lluviosos, se esconden unos pequeños y curiosos depredadores en apariencia muy similares a orugas, gusanos y babosas: los onicóforos. Si bien se conocen unas pocas especies, sus rasgos anatómicos, reproductivos y ecológicos los llevan a considerarlos un grupo de animales independiente y único. ¿Te animas a conocerlos? Sigue leyendo.

¿Es un gusano? ¿Es una oruga? ¡NO! Es un onicóforo

Los onicóforos o “gusanos aterciopelados” (del inglés “velvet worms”) son un filo de pequeños organismos invertebrados, de entre 5mm a 15cm de longitud, con cuerpos blandos, alargados y poco modificados, y con pequeñas patas cónicas sin articulaciones de aspecto similar a las de las orugas.

Peripatoides novaezealandiae, una especie de onicóforo de Nueva Zelanda. Imagen de Gil Wizen (c) (link).

Su nombre científico, Onychophora, se compone de los términos griegos onykhos, “uña” y phorós, “llevar” que, unidos, significan “portadores de garras”; esto se debe a que, al final de cada una de sus patas, presentan unas garras endurecidas y retráctiles.

 

“Garras” del onicóforo Euperipatoides kanangrensis. Imagen de Martin Smith CC 4.0 (link).

Actualmente se conocen alrededor de unas 200 especies en todo el mundo, todas ellas terrestres, localizadas exclusivamente en el hemisferio sur. Se encuentran clasificadas en dos familias, cuya distribución es mutualmente excluyente: Peripatidae, de distribución circumtropical (sobre todo México, Centroamérica, norte de Sudamérica y Sudeste Asiático), y Peripatopsidae, de distribución circumaustral (sobre todo Australasia, Sudáfrica y Chile).

Distribución de los onicóforos en el mundo. En verde, familia Peripatidae; en rojo, familia Peripatopsidae; puntos negros, restos fósiles. Imagen de Benutzer:Achim Raschka CC 3.0 (link).

El hallazgo de algunos fósiles datados del principio del Cámbrico sugiere que los antepasados de los onicóforos aparecieron poco después de la explosión cámbrica y que habrían llevado a cabo una transición de la vida acuática a la terrestre.

¿A qué se parecen los onicóforos?

Actualmente, la idea más aceptada y avalada por diferentes estudios anatómicos y moleculares es que se trata de un filo independiente de Ecdisozoos, es decir, organismos que llevan a cabo la ecdisis o muda de su cubierta corporal externa o cutícula, estrechamente emparentados con los tardígrados u osos de agua y con los artrópodos (insectos, arácnidos y grupos afines, miriápodos, crustáceos y los extintos trilobites).

Filogenia de los Bilateria (organismos con simetria bilateral). Fuente: tolweb.org

El grupo formado por onicóforos, artrópodos y tardígrados recibe el nombre de Panarthropoda, un taxón monofilético, es decir, que agrupa todos los descendientes de un antepasado común, cuya validez, a pesar de algunas discrepancias, se encuentra avalada por una mayoría de estudios.

Filogenia de los Panarthropoda. Fuente: Wikipedia

Así pues, a pesar de parecer gusanos (anélidos), babosas (moluscos gasterópodos) u orugas (larvas de lepidópteros), no pertenecen a ninguno de estos grupos.

Anatomía

Los onicóforos presentan un cuerpo alargado recubierto de una fina cutícula débilmente anillada (pseudosegmentada) la cual, a su vez, se encuentra cubierta de papilas sensoriales con pequeños pelos o sensilas, lo que les confiere este aspecto aterciopelado tan característico.

¿Puedes apreciar las papilas que cubren su cuerpo y la segmentación de su cutícula? Imagen de la especie Eoperipatus totoro de Melvyn Yeo (c) (link)

Internamente, su cuerpo se encuentra dividido en segmentos verdaderos cada uno con un par de patas blandas, cónicas y no segmentadas (lobópodos), a diferencia de los artrópodos. Al caminar, y también a diferencia de éstos, cada par de patas se mueve a la vez en la misma dirección de forma que se desplazan lenta y gradualmente, haciéndolos imperceptibles ante sus presas.

En la cabeza presentan un par de mandíbulas, un par de pequeños ojos con lentes quitinosas y retina, y un par de apéndices sensoriales blandos que recuerdan a las antenas de los artrópodos, pero que con las cuales no comparten el mismo origen evolutivo ni embrionario. También desarrollan un par de papilas orales cerca de la boca, las cuales están conectadas a unas glándulas (glándulas de limo) que secretan una sustancia pegajosa y blancuzca, o limo, que utilizan para cazar y defenderse. Estas glándulas ocupan gran parte de la longitud de su cuerpo.

Onicóforo disparando limo a través de sus papilas orales. Imagen de Ivo. S. Oliveria y Alexander Baer (c) (link).

Ecología y conducta

La mayoría de las especies vive en microhábitats húmedos y oscuros de selvas tropicales o bosques muy lluviosos, entre la hojarasca o el sustrato cubierto de materia vegetal en descomposición. Son solitarios, nocturnos y fotonegativos, es decir, rehúyen la luz. Muy pocas especies viven en cuevas o en hábitats más secos, como praderas.

Todos los onicóforos son cazadores activos. Persiguen a sus presas y les lanzan una sustancia adhesiva o limo a través de sus papilas orales para inmovilizarlas. Pueden lanzar chorros de limo hasta 30cm de distancia:

Esta sustancia está compuesta por un 90% de agua más algunos compuestos proteicos (tipo colágeno) y lipídicos, azúcares y un tensioactivo, el nonilfenol. Los onicóforos son los únicos organismos conocidos capaces de sintetizar de forma natural éste compuesto orgánico, el cual ha sido ampliamente sintetizado en laboratorio por el ser humano para la fabricación, por ejemplo, de aceites lubricantes y de detergentes.

Reproducción

Fecundación

Todos los onicóforos excepto una única especie, Epiperipatus imthurni, que lleva a cabo la partenogénesis se reproducen sexualmente. Las hembras suelen ser más grandes que los machos y, en aquellas especies en las que el número de patas es variable, presentan un mayor número de patas (caso de dimorfismo sexual).

La fecundación es siempre interna, aunque la manera en que las hembras reciben el esperma del macho es variable. En la mayoría, la recepción del esperma transferido por el macho tiene lugar directamente en el poro u obertura genital de la hembra mediante la transferencia de un espermatóforo, esto es, una estructura o cápsula que contiene el esperma. Los machos de unas pocas especies del género Paraperipatus presentan un pene con el que realizan esta transferencia.

Sin embargo, el caso más extraño lo protagonizan dos especies del género Peripatopsis. Los machos colocan el espermatóforo encima de la hembra o en sus costados. Tras esto, numerosos amebocitos de la sangre o hemocele de la hembra empiezan a concentrarse bajo el punto donde se encuentra asentado el espermatóforo para, finalmente, liberar enzimas que degradan la cobertura del espermatóforo y la superficie sobre la que éste reposa, es decir, la cutícula y tejidos subyacentes del cuerpo de la hembra. De esta manera, el esperma entra dentro del cuerpo de la hembra, se desplaza por su sistema circulatorio y viaja hasta los ovarios, donde fecunda los huevos.

Tipos de reproducción

Dentro de los onicóforos existen tanto formas ovíparas, ovovivíparas como vivíparas.

Las más comunes son las formas ovovivíparas, es decir, huevos bien formados y provistos de nutrientes son retenidos en el interior del cuerpo de la hembra y eclosionan poco antes de que ésta dé a luz; estas formas se encuentran únicamente dentro de la familia Peripatopsidae.

Las formas ovíparas, menos comunes, se han observado sobre todo en ambientes con pocos nutrientes y condiciones climáticas inestables en las que el huevo actuaría como barrera protectora; de igual manera que las formas ovovivíparas, únicamente se encuentran dentro de la familia Peripatopsidae.

Especie del género Ooperipatellus de Australia y Nueva Zelanda, Familia Peripatopsidae. Imagen de Simon Grove (c) (link).

Las formas vivíparas, en cambio, se encuentran bastante bien representadas en regiones tropicales con climas y fuentes de alimentos estables a lo largo del año tanto en Peripatopsidae como en Peripatidae (éstas últimas de distribución exclusivamente circumtropical). En este caso, las hembras producen unos huevos minúsculos que son retenidos en su útero y alimentados directamente mediante fluidos o tejidos especializados de la hembra (placenta); varias semanas o meses después, la hembra da a luz directamente a crías en un estado de desarrollo muy avanzado.

Imagen del primer ejemplar conocido de Eoperipatus totoro, Familia Peripatidae, en Vietnam. Su epíteto específico, “totoro”, le fue concedido debido a que a los autores de su descripción la forma y el color de esta especie les recordaba al gatobús de la famosa película de Studio Ghibili “Mi vecino Totoro” del director Hayao Miyazaki (ver noticia).

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Imagen de portada de Melvyn Yeo (c).

La misteriosa fauna del Ediacárico

Durante mucho tiempo, se consideró que el origen de los metazoos (animales pluricelulares) tuvo lugar en el Cámbrico (541-484 MA atrás) tras el suceso evolutivo conocido como la Explosión Cámbrica. Sin embargo, algunos científicos como Darwin ya sospechaban que dicho origen debía ser mucho anterior.

¿Existían metazoos en el antiguo y poco conocido Precámbrico? Te invitamos a conocer la fauna del Ediacárico, un rompecabezas paleontológico y un eslabón clave en la evolución de los animales.

La misteriosa fauna del Ediacárico

Antes de empezar a hablar del Ediacárico y su misteriosa fauna, debemos aclarar un poco el contexto histórico geológico que lo delimita.

Se estima que la Tierra se formó hace, aproximadamente, 4600 MA. El lapso comprendido entre la formación de nuestro planeta y el momento histórico situado hace 542 MA recibe el nombre de supereón Precámbrico, la primera y más larga etapa de la historia terrestre, así como la menos estudiada y comprendida. Se estima que las primeras formas simples de vida aparecieron hace 3800-3500 MA, no muchos millones de años después del inicio del Precámbrico.

La finalización de dicho supereón dio paso al eón Fanerozoico, cuyo primer periodo geológico, el Cámbrico, ha sido tradicionalmente conocido por marcar el origen de los filos de metazoos (animales pluricelulares) que conocemos hoy en día. De hecho, todos los linajes animales ya estarían representados poco después del inicio de este período; es decir, tuvo lugar una diversificación de la vida, proceso conocido como radiación evolutiva, de gran magnitud y a escala global en un corto periodo de tiempo. Dicho acontecimiento fue bautizado con el nombre de Explosión Cámbrica.

Escala geológica: final del Precámbrico e inicio del Fanerozoico (concretamente, la era Paleozoica). Se marcan el Ediacárico y el Cámbrico. Fuente: The Geological Society of America.

La idea del Cámbrico como la cuna de la mayoría de filos animales se dedujo, como no podía ser de otra manera, del estudio de los registros fósiles y de su datación. Sin embargo, ¿es cierto que el origen de dichos filos tuvo lugar íntegramente en este periodo? Algunos científicos, incluido el mismísimo Darwin, sospechaban que los primeros linajes de metazoos podrían haber aparecido mucho antes.

Fósiles del Precámbrico

El Precámbrico fue una etapa convulsa en lo que a términos geológicos se refiere: movimientos tectónicos, vulcanismo… hacían difícil la preservación de cualquier resto biológico. Por otro lado, la sucesión de diversas glaciaciones globales durante este supereón (‘Snowball Earth’), la última de las cuales dentro de este supereón tuvo lugar hace aproximadamente 650 MA, lo pondría aún más difícil para el avance de la vida.

No es de extrañar, pues, que el Cámbrico, un período geológicamente y climáticamente más estable, fuera considerado el origen de los metazoos, pues las continuas transformaciones geológicas durante etapas previas hacían supuestamente imposible la preservación de elementos fósiles anteriores a la Explosión Cámbrica. Es decir, no había “pruebas”.

Sin embargo, algo ocurrió. A finales del siglo XIX, un científico escocés descubrió lo que más tarde sería considerado el primer fósil precámbrico descubierto: Aspidella terranovica, un fósil en forma de disco de afinidad incierta. Sin embargo, al haberse encontrado en estratos geológicos datados del precámbrico, se lo consideró un artefacto.

Restos fósiles de Aspidella (también conocido como Cyclomedusa, actualmente un sinónimo). Su forma recordaba a una medusa. Fuente: Verisimilus (CC 3.0) en Wikipedia.

A este descubrimiento le siguieron otros igualmente datados de épocas previas al Cámbrico (yacimientos en Namibia y Australia), pero la fuerte creencia de que los animales complejos tal y como los conocemos aparecieron en el Cámbrico o en tiempos posteriores eclipsaba el verdadero origen de estos fósiles. No fue hasta mediados del siglo XX y tras el descubrimiento de un segundo fósil icónico en Charnwood Forest (Inglaterra), Charnia masoni, que no se tomó en serio la idea de un origen precámbrico de los metazoos, siendo Charnia masoni el primer fósil precámbrico reconocido como tal. Así, Aspidella terranovica, Charnia y el resto de yacimientos fósiles precámbricos quedarían, finalmente, relacionados.

Holotipo de Charnia masoni. A pesar de su apariencia en forma de hoja de helecho, no se lo considera un organismo vegetal, pues su hallazgo tuvo lugar en yacimientos que habrían estado bajo el agua a mucha profundidad, por debajo de la zona fótica apta para un organismo fotosintético. Fuente: Smith609 (CC 2.5) en Wikipedia.

El periodo Ediacárico

Poco a poco, se han ido encontrando restos fósiles precámbricos en casi todo el planeta. La mayoría de éstos se sitúan en estratos datados de hace 575-541 MA, marcando el fin del Precámbrico y el inicio del Fanerozoico.

Actualmente, se conocen unas 40 localidades con restos de la fauna de este periodo. Destacan especialmente cuatro de ellas por la magnitud del yacimiento y el buen estado de conservación de los restos fósiles:

  • Sureste de Newfoundland (Canadá)
  • La Sierra de Flinders (Sur de Australia)
  • La región del Mar Blanco (Rusia)
  • Namibia

En 1960, se propuso el término “Ediacárico para referirse al periodo geológico del que databan estos fósiles en honor a las colinas Ediacara (Ediacara Hills) en la Sierra de Flinders (Australia), donde se encuentra uno de los yacimientos más importantes de este tipo de fósiles. Este nombre compitió con algunos otros hasta que, en 2004, la Unión Internacional de Ciencias Geológicas formalizó finalmente el Ediacárico como el periodo que se inició hace 635 MA (tras la glaciación Marinoana) y que finalizó hace 542 MA (con la aparición del primer icnofósil complejo ampliamente extendido).

Fauna del Ediacárico

Tras aceptar que, posiblemente, el origen de los metazoos tuvo lugar en una hipotética explosión de diversidad tras las últimas grandes glaciaciones y previamente al Cámbrico (explosión de Avalon), surgieron muchas dudas:

¿Cómo era esta fauna?

La mayoría de fósiles de la llamada fauna del Ediacárico se asocian a organismos macroscópicos, de morfología diversa (con formas radiales o circulares en su mayoría) y de cuerpo blando, sin estructuras endurecidas que pudieran preservarse con el paso del tiempo. Esto se deduce por la forma y tipología de los fósiles, pues la mayoría son rastros y marcas que, se cree, dejaron estos organismos a su paso.

Resto fósil de Tribrachidium. En realidad, se trata de una impresión en negativo, es decir, el resto que dejó el organismo tras desaparecer del sustrato. Se especula que podría haber sido un organismo con simetría triradial similar a un lofoforado actual. Fuente: Aleksey Nagovitsyn (CC 3.0) en Wikipedia.

Además, se considera que la mayoría eran sésiles, probablemente acuáticos, con estructuras plumosas y, posiblemente, filtradores. Aun así, algunos investigadores consideran que algunos de ellos, aunque pocos, podrían haber sido de vida libre e, incluso, bilaterales (es decir, con un eje anteroposterior definido dividiendo el cuerpo en dos mitades simétricas), uno de los planos corporales con más éxito tras la Explosión Cámbrica.

Resto fósil de Dickinsonia costata. Su forma sugiere que tendría simetria bilateral (con un extremo que sería la “cabeza” y otro, el “ano”), y se asoció durante mucho tiempo a algún tipo de gusano plano, algunos de los cuales podían llegar a medir 1 metro. En el 2018, se identificaron moléculas de colesterol que confirmaron que se trataba de un animal. Fuente: Verisimilus (CC 3.0) en Wikipedia.

¿Con qué grupos actuales se relacionan?

Lo cierto es que no se sabe con exactitud. La mayoría presentan formas que recuerdan a grupos basales de metazoos (como esponjas o cnidarios) y algunos pocos, a anélidos y artrópodos. Sin embargo, estas asociaciones son artificiales, ya que actualmente se desconocen las relaciones filogenéticas (es decir, de parentesco) de los fósiles de esta época con los animales actuales. Algunos fósiles, incluso, no se pueden relacionar con nada que conozcamos, por lo que se consideran parte de linajes extintos antes incluso del Cámbrico.

Sin embargo, no todo está perdido. Las similitudes entre algunos fósiles del Ediacárico y los metazoos actuales nos dan ideas de cómo podrían haber evolucionado los animales y cuál fue realmente su origen.

¿Por qué no se encuentran fósiles de esta fauna más allá del Ediacárico?

En realidad, sí se encuentran. Estudios posteriores al descubrimiento de los mayores yacimientos de fósiles ediacáricos rebelaron que algunos organismos de la fauna asociada a este periodo se encontraban en estratos del Cámbrico junto con fósiles de organismos resultantes de la Explosión Cámbrica, por lo que cabría la posibilidad que hubieran dado lugar a algunos grupos de animales actuales. Sin embargo, sí que se encontraban en una menor cantidad y muchas formas ya habían desaparecido para entonces.

Existen muchas hipótesis sobre el porqué la mayoría de la fauna ediacárica no habría sobrevivido más allá del Cámbrico, por ejemplo:

  • Cambios en los niveles de oxígeno atmosférico.
  • Competencia con la fauna cámbrica, mejor adaptada o con formas corporales de mayor éxito.
  • Cambios en el nivel del mar.

¿Son realmente estos organismos el origen de los metazoos?

Aunque esta ha sido la creencia durante muchos años tras su descubrimiento, lo cierto es que se han descubierto otros metazoos más antiguos.

Si recordáis, la mayoría de fósiles del Ediacárico se asocian a un periodo comprendido hace 575-541 MA, con algunas incursiones en el Cámbrico. Pues bien, se han encontrado evidencias de esponjas (poríferos) datados de hace más de 600 MA. El último descubrimiento fue el de la esponja Otavia antiqua en el año 2012 en Namibia, datada de hace 760 MA; es decir, anterior a las grandes glaciaciones del Precámbrico.

Imagen del fósil animal más antiguo conocido: Otavia antiqua. Fuente: National Geographic.

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¿Creéis que aún nos queda por descubrir un fósil de metazoo aún más antiguo? Si conocéis más información al respecto, podéis dejarla en los comentarios.

Imagen de portada de Ryan Somma, del Smithsonian National Museum of Natural History (CC 2.0).

El color de la sangre: más allá del rojo

Hay personas que recuerdan con gran impacto la primera vez que vieron su propia sangre. Incluso de adultas y en condiciones controladas (por ejemplo, durante una extracción en un centro médico) la visión del fluido rojo no siempre les resulta agradable. A veces de un rojo más intenso, a veces más oscuro, pero siempre rojo… ¿o no? ¿Sabes si existen animales con sangre azul, verde o quizá… amarilla? Sigue leyendo para descubrirlo.

EL COLOR DE LA SANGRE: MÁS ALLÁ DEL ROJO

Estamos habituados a que el color de la sangre sea rojo, ya que es el color de la nuestra y el de muchos vertebrados, como todos los mamíferos. El color de la sangre es debido a los pigmentos respiratorios, los encargados de transportar el oxígeno a las células  de todo el cuerpo y el dióxido de carbono a los pulmones. Como recordarás, el pigmento respiratorio humano es la hemoglobina, que se encuentra en los glóbulos rojos o eritrocitos.

Pero otros animales tienen pigmentos respiratorios distintos a la hemoglobina, que dotan a su sangre de colores tan variados como el verde, azul, amarillo e incluso morado.

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Glóbulos rojos humanos (eritrocitos o hematíes) vistos bajo el microscopio electrónico. Imagen: John Kalekos

SANGRE DE COLOR ROJO

Como se ha comentado,  el pigmento respiratorio de los mamíferos y muchos otros vertebrados es la hemoglobina, una proteína.  En su estructura molecular, la hemoglobina está formada por 4 subunidades (llamadas globinas) unidas a un grupo hemo. El grupo hemo presenta un átomo central de hierro (en forma de hierro II) que es el responsable final del color rojo.

sangre color rojo hemoblogina molécula
Representación de la estructura de la hemoglobina. Se observan las globinas unidas a su grupo hemo correspondiente, y una ampliación del grupo hemo con el átomo de hierro (II) en su centro. Imagen: Buzzle

La tonalidad del rojo puede sufrir variaciones, según como de oxigenada esté la hemoglobina. Cuando está unida al oxígeno (O2), se denomina oxihemoglobina y su color es de un rojo claro intenso (sangre arterial). Por contra, la desoxihemoglobina es el nombre que recibe la hemoglobina reducida, es decir, cuando ha perdido el oxígeno y presenta una color más oscuro (sangre venosa). Si la hemoglobina está más oxigenada de lo normal se denomina metahemoglobina y tiene una tonalidad rojo-marrón. Esto es debido a la ingesta de algunos medicamentos o a una enfermedad congénita (metahemoglobinemia).

sangre venosa, sangre arterial, rojo intenso, rojo oscuro, color
Diferencia de tonalidad entre la sangre venosa (jeringas superiores) y sangre arterial (jeringas inferiores). Foto: Wesalius

Como se ha visto, la sangre desoxigenada no es azul, sino que esta tonalidad que observamos en nuestras venas es debido a un efecto óptico resultado de la interacción entre la sangre y el tejido que recubre las venas.

SANGRE DE COLOR AZUL

Algunos animales, por contra, sí que tienen la sangre azul. Es el caso de crustáceos decápodos, algunas arañas y escorpiones, xifosuros, cefalópodos y otros moluscos. Al tratarse de invertebrados, debemos precisar que en lugar de sangre su líquido interno se llama hemolinfa, pero en este artículo no distinguiremos sangre de hemolinfa para su mejor comprensión.

cangrejo herradura sangre azul xfosuro
Vista ventral de un xifosuro herido, en la que se puede observar su sangre azul. Foto: Dan Century

El pigmento responsable del color azul de la sangre en estos animales es la hemocianina. Su estructura es bastante distinta a la de la hemoglobina, y en lugar de hierro, en su centro tiene un átomo de cobre I. Cuando la hemocianina está oxigenada, es azul, pero cuando está desoxigenada es incolora.

molécula hemocianina
Estructura química de la hemocianina oxigenada. Imagen: Chemthulhu

SANGRE DE COLOR VERDE

Existen algunos animales con la sangre de color verde, como algunos gusanos anillados, algunas sanguijuelas y algunos gusanos marinos. Su pigmento respiratorio, llamado clorocruorina, les confiere a su sangre un color verdoso claro cuando está desoxigenada, y un poco más oscuro cuando está oxigenada. Estructuralmente es muy parecida a la hemoglobina, ya que también posee un átomo de hierro en su centro. A diferencia de ella, no se encuentra en ninguna célula, sino que flota en el plasma sanguíneo.

molécula clorocruorina
Estructura química de la clorocruorina. Imagen de dominio público

 

sangre color verde
Tubo que contiene sangre verde de un lagarto de Nueva Guinea. Foto: Christopher Austin

En el caso de vertebrados con la sangre verde (como ciertos lagartos de Nueva Guinea), el color se debe a la biliverdina, que resulta de la degradación de la hemoglobina. La biliverdina es tóxica, pero estos lagartos son capaces de soportar altos niveles en su cuerpo. En el resto de vertebrados, si los niveles de biliverdina son elevados porque el hígado no la puede degradar a bilirrubina, provocan ictericia, enfermedad que dota de un color amarillento a la piel y córneas de los ojos. Pero en especies de lagartos como  Prasinohaema prehensicauda, la elevada presencia de biliverdina podría protegerlos contra la malaria, según algunos estudios.

lagarto nueva guinea sangre verde
Especie de lagarto de Nueva Guinea con sangre verde. Foto: Christopher Austin

SANGRE DE COLOR AMARILLO

Los tunicados (ascidias fijas) son un tipo de animales con la sangre de color amarillo/amarillo verdoso. El pigmento responsable de este color es la hemovanabina,  una proteína que contiene vanadio, aunque no transporta oxígeno, por lo que su función sigue siendo desconocida. Del mismo modo, el color amarillento, amarillo verdoso e incluso naranja de la sangre (hemolinfa)  de algunos insectos tampoco se debe a la presencia de un pigmento respiratorio, sino a otras sustancias disueltas que no transportan oxígeno.

tunicado
Tunicado (Didemnum molle) en Sulawesi, Indonesia. Foto: Bernard Dupont

SANGRE DE COLOR VIOLETA

Algunos invertebrados marinos tienen la sangre (hemolinfa) violeta, como los priapúlidos, sipuncúlidos, braquiópodos y algunos anélidos.

priapulida hemeritrina
Priapulus caudatus, un priapúlido. Foto: Shunkina Ksenia

El pigmento respiratorio responsable es la hemeritrina, que se vuelve violeta-rosácea cuando está oxigenada. En su forma desoxigenada es incolora. Igual que el resto de pigmentos respiratorios que hemos visto, la hemeritrina es menos eficiente que la hemoglobina para transportar oxígeno.

hemeritrina color sangre violeta
Estructura química de la hemeritrina en su forma oxígenada. Igual que la hemoglobina, el elemento central es el hierro II.

SANGRE TRANSPARENTE

Finalmente, existe una familia de peces llamados dracos o peces de hielo cuya sangre es transparente. En realidad, se trata de los únicos vertebrados que han perdido la hemoglobina. Del mismo modo, los eritrocitos son generalmente ausentes o disfuncionales. Esta extraña anatomía es debido a que viven en aguas muy oxigenadas y su metabolismo es muy lento. Para que el oxígeno llegue a todas las células, se disuelve en el plasma sanguíneo, que lo reparte por todo el cuerpo.

pez de hielo draco sangre color transparente
Pez de hielo (Chionodraco hamatus). Foto: Marrabbio2

CONCLUSIÓN

Para concluir, hemos visto que en los animales que requieren un pigmento respiratorio para hacer llegar el oxígeno a todos los tejidos, el color de sangre (o hemolinfa) dependerá del tipo de pigmento que esté presente. Por contra, otros animales que no precisan pigmentos respiratorios, tienen la sangre transparente o su coloración es debida a otras sustancias disueltas que no tienen que ver con la respiración.

infografía colores de la sangre
Infografía-resumen (en inglés) de la química de los principales pigmentos respiratorios sanguíneos o hemolinfáticos (clic para ampliar). Imagen: compound interest

 

Foto de portada: John Kalekos

La importancia de las colecciones biológicas

Las colecciones biológicas son una pieza clave en el estudio de la biodiversidad de nuestro planeta y una fuente casi inagotable de información científica. En las redes sociales, muchas son las voces partidarias de la eliminación de las colecciones biológicas “clásicas” por ser consideradas herramientas obsoletas y causa directa de la extinción de especies. 

Te explicamos por qué esta afirmación es incorrecta, qué tipos de colecciones existen y cuáles son sus principales funciones.

La importancia de las colecciones biológicas

Es natural que al oír hablar de “colecciones biológicas” lo primero que os venga a la mente a muchos de vosotros sean las típicas cajas de animales y plantas fijados y pinchados a manos de fanáticos del coleccionismo de especies. Sí, es cierto que existen este tipo de colecciones. Pero, y sin querer demonizarlas (pues muchas pueden llegar a ser muy útiles para la ciencia), no son el tipo de colecciones a las que nos referimos y, ni mucho menos, las únicas que existen.

Las colecciones biológicas son repositorios sistematizados (bien identificados, clasificados y ordenados) de algún tipo de material biológico. La mayoría de estos repositorios se encuentran depositados en museos de ciencia, pero también en universidades, centros de investigación e, incluso, total o parcialmente en colecciones privadas.

Colección Biológica de Referencia del ICM (Instituto de Ciencias del Mar) del CSIC, en Barcelona. Imagen de Alícia Duró en la web del ICM.
Parte de la colección biológica de la Australian National Insect Collection. Imagen de la Australian National Insect Collection.

Tipos de colecciones

Si bien el concepto de colección biológica es bastante reciente, el almacenamiento y clasificación de material biológico se remonta varios siglos atrás con las primeras recolectas de plantas y animales a manos de zoólogos y botánicos.

Actualmente, el concepto de colección biológica es mucho más amplio:

  • Colecciones criogénicas

Material biológico vivo almacenado a bajas temperaturas bajo la suposición de que éste conservará su viabilidad y funcionalidad a largo plazo tras ser descongelado. Las colecciones criogénicas suelen emplearse para almacenar células, tejidos y material genético. Aunque la ciencia ficción nos ha dado muchas ideas, la criogenización raras veces se usa para almacenar organismos multicelulares completos.

  • Colecciones “clásicas”

Formadas, a grandes rasgos, por las colecciones de muestras zoológicas (animales enteros o sus partes) y los herbarios (plantas), entre otros. Algunas de estas colecciones ya han superado los 200 años de antigüedad, por lo que se las considera el tipo más antiguo de colecciones y uno de los más importantes.

Colección de cinípidos o avispas de las agallas inquilinos. Fuente: Irene Lobato Vila.

La mayoría se encuentra depositada en museos o centros de investigación y, salvo raras excepciones, al alcance de la comunidad científica para su consulta y estudio. Muchos colectores privados colaboran con estas entidades cediendo sus especímenes, algo bastante habitual entre los coleccionistas de insectos.

Armarios del National Museum of Natural History de Washington D.C., Smithsonian Institution, donde se encuentran depositados miles de ejemplares fijados de insectos. Fuente: Irene Lobato Vila.

No está de más aclarar que la cesión de colecciones está sujeta a una minuciosa revisión y a un contrato entre las partes, por lo que no deberían aceptarse especímenes obtenidos intencionadamente por el colector de la caza furtiva o el tráfico ilegal de especies.

  • Bases de datos en línea

Repositorios de información biológica en Internet. Este tipo de “colecciones” ha cobrado mucha importancia en los últimos años al permitir compartir información biológica de interés para la ciencia y la tecnología de forma inmediata en todo el mundo. Las más consultadas son las bases de datos moleculares (proteínas, ADN, ARN, etc.) para la elaboración de filogenias y los famosos “árboles de la vida”, como, por ejemplo:

Otras webs muy consultadas son las bases de datos online de las colecciones depositadas en museos, también de suma importancia (si no, recordad el reciente caso del incendio del Museo Nacional de Brasil…), y las webs de participación ciudadana en las que tanto expertos como aficionados aportan datos de sus observaciones, como Biodiversidad Virtual.

Las colecciones biológicas también pueden clasificarse en base a su función: colecciones científicas (investigación), colecciones comerciales (cultivos celulares para medicina, farmacia, etc.) y colecciones de “estado” (las que se crean y mantienen por el bien del estado, como los jardines botánicos, con el fin de conservar la biodiversidad de una región y promover su estudio y divulgación).

El concepto de colección biológica también engloba los biobancos, o colecciones de muestras biológicas de origen exclusivamente humano usadas en estudios biomédicos. Sin embargo, no entraremos en más detalle.

¿Por qué son tan necesarias las colecciones biológicas clásicas?

Más allá de supuestamente calmar las ansias de coleccionismo que algunos atribuyen a los científicos y que dañan seriamente su imagen, las colecciones biológicas, y especialmente las colecciones “clásicas”, son esenciales para la conservación de la biodiversidad. Y no, no causan la extinción de especies: el número de organismos recolectados es irrisorio comparado con las pérdidas causadas por la contaminación o la destrucción del hábitat y las capturas se realizan cumpliendo una serie de normativas, siempre respetando las poblaciones y sus hábitats.

Aunque es cierto que las fotografías y las webs de biodiversidad son una herramienta útil para el estudio de las especies de nuestro planeta, desgraciadamente no dejan de ser un complemento de las colecciones físicas clásicas.

Así pues, ¿por qué son tan importantes estas colecciones?

  • Son una fuente muy valiosa de material genético que puede ser extraído de las muestras o especímenes almacenados y usarse en estudios moleculares. Gracias a estos estudios, podemos comprender un poco mejor los orígenes y las relaciones entre los seres vivos (filogenia), conocer su diversidad genética y los mecanismos de especiación, o perfeccionar estrategias para conservarlos. Por ejemplo, en los planes de reintroducción de especies se deben estudiar las poblaciones genéticas para asegurar que los organismos reintroducidos puedan estabilizarse y establecer poblaciones viables en el tiempo.
  • Son un referente perpetuo para futuros científicos. Uno de los pilares básicos de las colecciones zoológicas y botánicas son los especímenes tipo o series típicas: aquellos organismos que el descubridor de una especie usó para describirla. Los especímenes tipo deben estar cuidadosamente almacenados y etiquetados, pues son los más valiosos dentro de las colecciones. Éstos deben poder ser consultados por la comunidad científica y usados como referente para la descripción de nuevas especies o para estudios comparativos, pues no siempre las descripciones son suficientes.
Insecto paratipo (especímen de la serie típica) debidamente etiquetado depositado en el National Museum of Natural History de Washington D.C., Smithsonian Institution. Fuente: Irene Lobato Vila.
  • En relación al punto anterior, las colecciones clásicas permiten estudiar la morfología (externa e interna) y la variabilidad dentro de y entre especies, cosa que muchas veces resulta imposible mediante fotografías.
  • Contienen organismos de diferentes épocas y hábitats. Esto incluye especies extintas (tanto desde hace mucho tiempo como recientemente debido a la actividad humana) o representantes de ecosistemas actualmente en peligro. Ante la actual destrucción de hábitats, no tendríamos acceso a numerosas especies ni a la información genética y bioquímica que tanto éstas como sus ecosistemas contienen si parte de ellas no estuviera depositada en colecciones biológicas. Esta información es esencial para investigar cómo frenar o mitigar los efectos negativos sobre especies aún existentes.
  • Nos dan información pasada y presente sobre la distribución geográfica de los organismos, pues cada uno se almacena junto con datos de localidad y biología. Esta información es esencial no sólo para estudios de ecología y evolución, sino también para la gestión de recursos, los planes de conservación y los estudios sobre el cambio climático.
  • Son una herramienta de divulgación muy potente, pues se experimenta directamente con las muestras. Las fotografías o los libros son importantes, pero insuficientes si no se complementan con observaciones directas. Tanto las visitas a museos como las salidas al campo son básicas para una educación ambiental completa.
A final de curso, miles de alumnos de todas las edades visitan las instalaciones y colecciones del National Museum of Natural History en Washington D.C. Algunos, incluso, podrán acceder a las colecciones científicas. Fuente: Irene Lobato Vila.

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Si pensabais que las colecciones eran innecesarias, ¿seguís pensándolo tras leer este artículo? ¡Podéis dejar vuestros comentarios!