Arxiu de la categoria: Reptiles: Anatomía y fisiología

Regeneración de extremidades, del ajolote al ser humano

La regeneración de partes del cuerpo perdidas o dañadas en los animales es conocida desde hace varios siglos. En 1740 el naturalista Abraham Trembley observó a un pequeño cnidario que podía regenerar su cabeza si se la cortaban, por lo que lo llamó Hydra, en referencia al monstruo de la mitología griega que podía regenerar sus múltiples cabezas si se las cortaban. Posteriormente, se descubrió que había muchas otras especies animales con capacidades regenerativas. En esta entrada hablaremos sobre estos animales.

Regeneración en el reino animal

La regeneración de partes del cuerpo está mucho más extendida entre los diferentes grupos de invertebrados que de vertebrados. Este proceso puede ser bidireccional, en el que ambos trozos del animal regeneran las partes que les faltan para generar dos animales (cómo en la hidra, las planarias, los gusanos y las estrellas de mar), o unidireccional, en el que el animal pierde una extremidad pero solo la regenera sin que se formen dos animales (artrópodos, moluscos y vertebrados). Entre los vertebrados, peces y anfibios son los que presentan mayores capacidades regenerativas, aunque muchos lagartos y algunos mamíferos pueden regenerar sus colas.

ch14f01Imagen de Matthew McClements sobre la regeneración bidireccional en planàrias, hidras y estrellas de mar. Extraído de Wolbert's Principles of Development.

La regeneración se puede dar de dos maneras distintas:

  • Regeneración sin proliferación celular activa o “morphalaxis”. En este modo, la parte del cuerpo ausente es recreada principalmente mediante la remodelación de células preexistentes. Esto es lo que ocurre en la Hydra, en la que las partes perdidas se regeneran sin la creación de material nuevo. Por lo tanto, si se secciona una hidra por la mitad, obtendremos dos versiones más pequeñas de la hidra original.
Vídeo de un experimento en el que se ha seccionado una Hydra en diferentes trozos. Vídeo de Apnea.
  • Regeneración con proliferación celular o “epimorfosis”. En éste, la parte perdida se regenera mediante proliferación celular o sea, que se crea “de nuevo”. Ésta en la mayoría de casos se produce mediante la formación de una estructura especializada llamada blastema, masa de células madre sin diferenciar que aparece en fenómenos de regeneración celular.

Casi todos los grupos de animales con capacidades regenerativas presentan regeneración con formación de blastema. Aun así, el origen de las células madre del blastema varía según el grupo. Mientras que las planarias presentan células madre pluripotentes (que pueden diferenciarse a cualquier tipo celular) repartidas por todo el cuerpo, los vertebrados presentan células específicas en cada tipo de tejido (cartílago, músculo, piel…) que sólo generaran células de los tejidos donde se encuentre el blastema.

Entre los vertebrados terrestres, las lagartijas y los urodelos son los que muestran mayores habilidades regenerativas. A continuación veremos cómo lo consiguen y las aplicaciones que esto tiene en la medicina actual.

Colas prescindibles

Cuando eres un pequeño animal que está siendo perseguido por un gato u otro depredador, probablemente te salga más rentable perder tu preciada cola a perder tu vida. Algunos vertebrados terrestres han evolucionado siguiendo esta filosofía, y ellos mismos pueden desprenderse de su cola voluntariamente mediante un proceso llamado autotomía caudal. Esto les permite huir de sus depredadores, los cuáles se entretienen con la cola perdida que sigue moviéndose.

 Vídeo en el que se vé cómo algunas lagartijas como este vanzosaurio de cola roja (Vanzosaura rubricauda) tienen colas de colores brillantes para atraer la antención de los depredadores. Vídeo de Jonnytropics.

La autotomía o autoamputación, se define como un comportamiento en el que el animal se desprende de una o varias partes del cuerpo. La autotomía caudal la encontramos en muchas especies de reptiles y en dos especies de ratones espinosos del género Acomys. Entre los reptiles, encontramos autotomía caudal en los lacértidos, los geckos, los escincos o eslizones y en los tuataras.

Acomys.cahirinus.cahirinus.6872Foto de un ratón espinoso del Cairo (Acomys cahirinus), un mamífero que es capaz de desprenderse de su cola y regenerarla. Foto de Olaf Leillinger.

En los reptiles, la fractura de la cola se da en zonas concretas de las vértebras caudales que de por sí están debilitadas. La autotomía se puede dar de dos formas distintas: la autotomía intravertebral, en la que las vértebras del centro de la cola tienen planos de fractura transversales preparados para romperse si se les aplica suficiente presión, y la autotomía intervertebral, en la cual la cola se rompe entre las vértebras por constricción muscular.

0001-3765-aabc-201520130298-gf03Modelo tridimensional de los planos de fractura de la cola de un lagarto y la regeneración post-autotomía de un tubo cartilaginoso. Imagen extraída de Joana D. C. G. de Amorim et al.

La autotomía caudal permite huir al animal, pero le saldrá caro. Muchos reptiles utilizan la cola como reservorio de grasas y perder este almacén de energía suele ser perjudicial para el animal. Por eso se sabe que muchos lagartos, una vez ha desaparecido la amenaza, buscan su cola perdida y se la comen, para al menos recuperar la energía que tenían acumulada en forma de grasa. Además, regenerar una nueva cola es un proceso costoso energéticamente.

DSCN9467Foto de una lagartija parda (Podarcis liolepis) que ha perdido la cola. Foto de David López Bosch.

La regeneración de la cola en los reptiles difiere de la de anfibios y peces en que no se forma el blastema, y en que en vez de regenerarse realmente las vértebras caudales, se forma un tubo de cartílago. La nueva cola no es tan móvil y suele ser más corta que la original, y suele regenerarse completamente al cabo de unas semanas. La mayoría de lagartos pueden regenerar la cola varias veces, pero algunos cómo el lución (Anguis fragilis) sólo pueden hacerlo una vez. En ocasiones, la cola original no se rompe del todo pero se activan los mecanismos de regeneración, cosa que puede dar a que nos podamos encontrar a lagartijas y salamanquesas con más de una cola.

056 (2)Detalle de la cola de una salamanquesa común (Tarentola mauritanica) que ha regenerado la cola sin acabar de perder la cola original. Foto de Rafael Rodríguez.

Urodelos, los reyes de la regeneración

De todos los tetrápodos, los anfibios son los que presentan las mayores capacidades regenerativas. Durante la fase larvaria de la mayoría de especies, tanto la cola como las extremidades (si las presentan) pueden ser regeneradas tras su pérdida. La comunidad científica cree que esto se debe a que en los anfibios el desarrollo de las extremidades y otros órganos se retrasan hasta el momento de la metamorfosis. Aun así, ranas y sapos (anuros) sólo conservan sus poderes regenerativos durante su fase de renacuajo, perdiéndolos al llegar a la edad adulta.

Wood_frog_tadpoleRenacuajo de rana de bosque (Rana sylvatica) que, cómo en todos los anfibios, pospone el desarrollo de las extremidades hasta el momento de la metamorfosis. Foto de Brian Gratwicke.

En cambio, muchas salamandras y tritones (urodelos) conservan sus poderes regenerativos durante toda su vida. Aunque muchas especies presentan autotomía caudal, a diferencia de las lagartijas, los urodelos regeneran completamente, no sólo la cola, sino prácticamente cualquier tejido corporal perdido. De todas las especies conocidas, el ajolote (Ambystoma mexicanum), un anfibio neoténico que llega a la edad adulta sin sufrir metamorfosis, ha servido como organismo modelo para el estudio de la formación del blastema que precede a la regeneración.

 Vídeo en el que se habla del ajolote, este curiosos anfibio que se encuentra en grave peligro de extinción. Vídeo de Zoomin.TV Animals.

La regeneración que se da en las salamandras tiene fases genéticamente similares a las que sufren el resto de vertebrados al desarrollar los distintos tejidos y órganos durante el desarrollo embrionario. En el ajolote (y en el resto de urodelos) la regeneración después de la amputación de una extremidad pasa por tres fases distintas:

  • Curación de la herida: Durante la primera hora tras la amputación, células epidérmicas migran a la zona de la herida. El cierre de la herida se produce más o menos a las dos horas e intervienen los mismos mecanismos que en el resto de vertebrados. Aun así, la regeneración completa de la piel se retrasa hasta el final de la regeneración.
  • Desdiferenciación: Esta segunda fase comienza a las 24 horas de la amputación y es cuando se forma el blastema. Éste está compuesto por células de los tejidos especializados de la zona de amputación que pierden sus características (obtienen la capacidad de proliferar y diferenciarse de nuevo), y de células derivadas del tejido conectivo que migran a la zona de amputación. Cuando estas células de diferente origen se acumulan y forman el blastema, se inicia la proliferación celular.
  • Remodelación: Para el inicio de la tercera fase, es imprescindible la formación de un blastema con células de diversos orígenes. Una vez formado el blastema de células desdiferenciadas, la formación de la nueva extremidad sigue el mismo patrón que el de las extremidades de cualquier vertebrado durante el desarrollo embrionario (incluso intervienen los mismos genes).
A_Stages_of_zebrafish_caudal_fin_regeneration_as_longitudinal_sections.Esquema de la formación del blastema en el pez zebra (Danio rerio) otro organismo modelo. Imagen de Kyle A. Gurley i Alejandro Sánchez Alvarado.

Recientemente se han encontrado fósiles de diversos grupos de tetrápodos primitivos que presentan rastros de regeneración. Se han encontrado pruebas de regeneración de extremidades en fósiles de temnospóndilos (Apateon, Micromelerpeton y Sclerocephalus) y de lepospóndilos (Microbrachis y Hyloplesion). Esta amplia gama de géneros de tetrápodos basales que presentan regeneración y el hecho de que muchos peces también la presenten, ha llevado a muchos científicos a plantearse si los diferentes grupos de tetrápodos primitivos presentaban capacidad de regeneración y ésta se perdió en los antepasados de los amniotas (reptiles, aves y mamíferos).

Axolotl_ganz
Foto de un ajolote, por LoKiLeCh.

Aun así, se cree que la información genética de formación del blastema podría encontrarse en el ADN de los amniotas aunque estaría en estado latente. De las tres fases del proceso de regeneración, la única que es exclusiva de los urodelos es la fase de desdiferenciación, ya que la fase de curación es igual a la cicatrización en el resto de vertebrados y la de remodelación es igual a la formación de extremidades durante la embriogénesis. Actualmente se están llevando a cabo multitud de estudios sobre cómo reactivar los genes latentes que promueven la formación del blastema en otros vertebrados, como por ejemplo los seres humanos.

Algunos órganos humanos como el riñón y el hígado ya tienen cierta capacidad de regeneración, pero gracias a la investigación con células madre en animales como las salamandras y las lagartijas, actualmente es posible regenerar dedos, genitales y partes de la vejiga, el corazón y los pulmones. Como hemos visto, los diferentes animales capaces de regenerar miembros seccionados encierran el secreto que podría salvar a miles de personas. Recordemos esto la próxima vez que oigamos que cientos de especies de anfibios y reptiles se encuentran en peligro por culpa de la mano del hombre.

Difusió-castellà

Referencias

Para la elaboración de esta entrada se han utilizado las siguientes fuentes:

Anuncis

Paracaidismo herpetológico: anfibios y reptiles planeadores

Actualmente los únicos reptiles voladores son las aves, descendientes directas de los dinosaurios terópodos. Aunque la época de los grandes reptiles voladores ya ha pasado, hoy en día, varias especies de reptiles y algunas de anfibios han adquirido la habilidad de planear para escapar de sus depredadores. Planear se define como caer en un ángulo de menos de 45o de respecto a la horizontal con ayuda de membranas que crean resistencia al aire. En esta entrada explicaré algunas de las especies de herpetos planeadores que existen alrededor del mundo hoy en dia.

Ranas planeadoras

Las ranas planeadoras (también llamadas “ranas voladoras”) incluyen especies de los géneros Polypedates, Rhacophorus (familia Rhacophoridae) y Ecnomiohyla (familia Hylidae). Éstos han adquirido características similares por un proceso de evolución convergente.

Ecnomiohyla_rabborumFoto de Ecnomiohyla rabborum por Brian Gratwicke.

Tanto los hílidos cómo los racofóridos son popularmente conocidos como ranas de árbol. Sus miembros se han especializado a una vida arborícola con largas patas y dedos con ventosas para un mayor agarre.

 Macho y hembra de falsa rana planeadora de Malabar (Rhacophorus pseudomalabaricus) durante el apareamiento. Vídeo de Sandesh Kadur.

Video de Sandesh Kadur.

Además, los géneros planeadores han adquirido amplias membranas en las patas y entre los dedos para poder planear y así poder huir más eficazmente de los depredadores.

frog_m_1804347aRana voladora de Wallace (Rhacophorus nigropalmatus) planeando.

Geckos planeadores

Entre los miembros de la familia Gekkonidae existen dos géneros del sureste asiático que han adquirido adaptaciones para el planeo: el género Ptychozoon y el género Luperosaurus.

P1100785Foto de un  gecko volador de Kuhl (Ptychozoon kuhli) por Bernard Dupont.

Los geckos son un grupo de lagartos que han evolucionado para una vida arborícola que les permiten adherirse a prácticamente cualquier superficie. Sus patas presentan diminutos filamentos que les permiten desplazarse incluso boca abajo.

Ptychozoon_kuhli_mâleDetalle de la parte ventral de un gecko volador de Kuhl (Ptychozoon kuhli) en el que se pueden apreciar las membranas de piel. Foto de Fenchurch.

Los géneros Ptychozoon y Luperosaurus además presentan membranas en cuello, cuerpo, patas y cola que les ayudan a camuflarse mejor contra la superficie de los árboles, y también, planear ligeramente de árbol a árbol para huir de posibles depredadores.

Serpientes voladoras

Hablando de depredadores, las culebras del género Chrysopelea también han desarrollado un eficaz método para desplazarse por el dosel arbóreo. Las serpientes de este género son diurnas, se alimentan de lagartos, ranas, pájaros y murciélagos, y se encuentran distribuidas por el sureste asiático.

Chrysopelea_paradisi_(6032067972)Pareja de serpientes voladoras del Paraíso (Chrysopelea paradisi) en el Zoo de Singapur, por  Alan Couch.

A diferencia de los planeadores anteriores las serpientes voladoras no tienen membranas para frenar su descenso, sino que su sistema es un poco más complejo. Al llegar al extremo de una rama, las serpientes se dejan caer. Después de un leve descenso, retraen sus órganos internos apretándolos contra la caja torácica y extienden sus costillas hacia los lados, adquiriendo así una forma semicóncava, parecida al ala de un avión.

biomechanics_1Imagen explicativa del mecanismo de planeo de las serpientes voladoras. Imagen de Biomechanics.

Con este método y junto a movimientos serpenteantes, las serpientes del género Chrysopelea pueden controlar con mucha precisión la dirección de su descenso. Estas culebras planean de forma mucho más controlada que muchos mamíferos planeadores como las ardillas voladoras y llegan a recorrer una distancia horizontal de hasta 100 metros.

 Grupo de científicos estudiando las habilidades voladoras de una serpiente voladora del Paraíso (Chrysopelea paradisi). Video de All of These Videos.

Dragones voladores

Y finalmente llegamos a los más espectaculares de todos los herpetos planeadores, los llamados dragones voladores. Estos agámidos (familia Agamidae) del género Draco se encuentran en las zonas tropicales de Asia donde sobreviven cazando insectos entre los árboles selváticos.

Sans nom-399Foto de un dragón volador de cinco líneas (Draco quinquefasciatus) de Sarawak, Malasia. Imagen de Bernard Dupont.

La principal característica de los dragones voladores son sus costillas, algunas de las cuales están extremadamente alargadas y presentan membranas de piel entre ellas adquiriendo la función de unas alas. Estas “alas” suelen estar retraídas contra el cuerpo y las pueden estirar tanto para planear como para enviar señales visuales a otros miembros de su especie (las alas suelen tener colores brillantes).

Flying_Dragon_MivartDibuix del llibre On The Genesis of Species de l'esquelet d'un Draco volans.

Los dragones voladores utilizan sus alas para desplazarse de árbol en árbol, cazar, huir de sus depredadores, perseguir a sus congéneres en disputas territoriales y durante el apareamiento. Aparte de sus coloridas alas, muchas especies presentan papadas coloridas (especialmente los machos) para indicar su estado reproductor a otros miembros de su especie.

Draco_spilonotusFoto de un dragón volador lineado de Sulawesi (Draco spilonotus) por A. S. Kono.

El récord de vuelo de estos agámidos es de 60 metros de distancia con un descenso vertical de solo 10 metros. Los dragones voladores son animales pequeños, muy rápidos y activos, y pocos animales son capaces de capturarlos. Además, son totalmente arborícolas, descendiendo al suelo sólo las hembras para poner los huevos bajo tierra.

 Serpiente voladora persiguiendo a un dragón volador. Video de Venomous Animals.

Como hemos visto, la mayoría de especies de anfibios y reptiles planeadores viven en climas tropicales. Esto se debe a que son hábitats con una densa cobertura vegetal y los árboles crecen muy juntos los unos de los otros, permitiendo a estos animales planear de un árbol a otro con facilidad. La mayor amenaza para estas criaturas son la deforestación y la pérdida de su hábitat, ya que sin una cobertura arbórea óptima, estos animales pueden ser presa fácil para muchos depredadores terrestres.

Referencias

Se han consultado las siguientes fuentes durante la elaboración de esta entrada:

Difusió-castellà

¿Cómo afectan la temperatura y el calentamiento global al sexo de los reptiles?

En la mayoría de animales el sexo de un individuo queda determinado en el momento de la fecundación; cuando el óvulo y el espermatozoide se fusionan queda fijado si ése animal será un macho o una hembra. Aún así, en muchos grupos de reptiles la determinación sexual viene determinada posteriormente durante la incubación, y el factor que la determina es la temperatura a la que se incuban los huevos. En los reptiles esto hace que, el ambiente juegue un papel crucial en determinar la proporción de machos y hembras que saldrán de una puesta y que por lo tanto, estos animales sean muy susceptibles a alteraciones en la temperatura causadas por ejemplo, por el calentamiento global.

DETERMINACIÓN SEXUAL: DSG VS DST

En la mayoría de especies animales la diferenciación sexual (el desarrollo de ovarios o testículos) viene determinada genéticamente (DSG). En estos casos, el sexo de un individuo viene determinado por un cromosoma, un gen o un alelo concreto que provocará la diferenciación hacia un sexo u otro. Entre los vertebrados, existen dos tipos principales de DSG, el sistema XX/XY en mamíferos (en el que XX es una hembra y XY es un macho) y el ZW/ZZ en aves y algunos peces (ZW corresponde a una hembra y ZZ a un macho).

Types_of_sex_determinationEjemplos de diferentes tipos de determinación sexual genética en vertebrados e invertebrados, por CFCF.

En el caso de los reptiles, existe una gran variedad de mecanismos de determinación sexual. Algunos presentan modelos de DSG; muchas serpientes siguen el sistema ZW/ZZ y algunos lagartos el XX/XY. Igualmente, en muchos grupos el sexo de la descendencia viene determinado principalmente por la temperatura de incubación del huevo (DST), haciendo que el ambiente juegue un papel muy importante en la proporción de machos y hembras que encontramos en una población.

Eastern_Bearded_Dragon_defenceEl dragón barbudo del Este (Pogona barbata) es un ejemplo de reptil con DSG, pero al cual también le afecta la temperatura de incubación. Foto de Trent Townsend.

Aún así, los mecanismos de determinación sexual genética y de temperatura no son excluyentes. Los reptiles con DST tienen una base genética para la diferenciación ovárica o testicular que viene regulada por la temperatura. Igualmente, se ha observado que en reptiles con DSG, como el dragón barbudo australiano (Pogona barbata), las altas temperaturas durante la incubación provocan que individuos que genéticamente son machos (cromosomas ZZ) se desarrollen funcionalmente como hembras. Esto demuestra que en reptiles, no existe una división estricta entre la DSG y la DST.

TEMPERATURA Y SEXO

El periodo de incubación durante el cual se determina el sexo de un individuo se llama periodo de incubación crítico y normalmente corresponde al segundo tercio del periodo de incubación, durante el cual la temperatura se ha de mantener constante. Este periodo de incubación crítico suele durar entre 7 y 15 días, según la especie. Después de este periodo el sexo del individuo normalmente no se puede revertir (mecanismo de todo o nada).

Audobon Zoo, New Orleans, LouisianaCría de dragón de komodo (Varanus komodoensis) eclosionando. Foto de Frank Peters.

La temperatura durante el periodo de incubación crítico altera la función de la aromatasa, hormona que convierte los andrógenos (hormonas masculinizadoras) en estrógenos (hormonas feminizadoras). A temperaturas que dan lugar a machos, la actividad de la aromatasa se inhibe, mientras que a temperaturas que dan lugar a hembras la actividad de la aromatasa se mantiene.

AromatassssssaGráficos de la actividad de la aromatasa respecto las hormonas gonadales en embriones de galápago europeo (Emys orbicularis) a 25oC (machos) y a 30oC (hembras) durante el periodo de incubación crítico, sacado de Pieau et al. 1999.

La DST la encontramos en todos los grupos de reptiles excepto en las serpientes (que siguen el sistema ZW/ZZ). En lagartos y tortugas encontramos tanto determinación sexual genético como por temperatura, mientras que en las tuataras y los cocodrilianos el sexo se determina exclusivamente por la temperatura. Actualmente, se conocen distintos modelos de determinación sexual por temperatura.

MODELO I

Este modelo es el más sencillo, en el que temperaturas de incubación más altas dan lugar a un sexo y temperaturas de incubación más bajas dan lugar al otro sexo. Temperaturas intermedias suelen dar individuos de ambos sexos y, muy raramente, individuos intersexuales. Este modelo está dividido en:

  • Modelo Ia DST: en el que los huevos incubados a temperaturas altas dan altos porcentajes de hembras y huevos a temperaturas bajas dan altos porcentajes de machos. Éste se encuentra en muchas especies de tortugas.
Emys_orbicularis_portraitFoto de galápago europeo (Emys orbicularis), especie que sigue el modelo Ia DST; a 25oC o menos de incubación sólo nacen machos, mientras que a 30oC o más sólo nacen hembras. Foto de Francesco Canu.
  • Modelo Ib DST: en el que pasa lo contrario; las altas temperaturas dan machos y las bajas temperaturas dan hembras. Éste se da en algunos lagartos con DST y los tuataras.
TuataraEl tuatara (Sphenodon punctatus) es uno de los reptiles que siguen el modelo Ib DST; la temperatura límite se encuentra entre 21-22oC, por encima de la cual nacerán machos y por debajo de la cual nacerán hembras.

MODELO II

Este modelo es un poco más complejo que el anterior. En éste, los embriones incubados a temperaturas extremas (muy altas o muy bajas) se diferenciarán hacia un sexo, mientras que los que sean incubados a temperaturas intermedias, se diferenciaran hacia el sexo contrario.

CrocnestFoto de aligátores del Mississippi (Alligator mississippiensis) de diferentes edades. Estos reptiles siguen el modelo II DST; a unos 34oC nacen machos, y a temperaturas por encima y por debajo, nacen hembras.

Este modelo se da en los cocodrilianos, en algunas tortugas y en muchos lagartos. Estudios filogenéticos recientes, indican que éste es el modelo de DST ancestral de los reptiles. Hay quien argumenta, que todos los casos de DST son del modelo II, pero que en la naturaleza nunca se llega a los dos extremos de temperatura, aunque esto aún está por demostrar.

SEXO DETERMINADO POR TEMPERATURA: VENTAJAS E INCONVENIENTES

Hoy en día aún no se entiende del todo las ventajas evolutivas de la determinación sexual por temperatura. El caso de los reptiles es muy curioso, ya que aves, mamíferos y anfibios determinan su sexo genéticamente en la mayoría de casos, mientras que en los reptiles encontramos un poco de todo.

Actualmente, se están realizando estudios para comprobar si algunas temperaturas favorecen la salud de los machos y algunas otras la de las hembras. En uno de estos estudios, se observó que las tortugas mordedoras incubadas a temperaturas intermedias (que producían tanto machos como hembras) eran más activas que las incubadas a temperaturas que daban un único sexo, haciendo que fuesen más vulnerables al ataque de depredadores que se guían visualmente. Aún así, en la actualidad no hay pruebas suficientes que indiquen hasta donde se podrían aplicar estos descubrimientos. Es posible que los reptiles con DST sean capaces de manipular el sexo de su descendencia, alterando la proporción de hormonas sexuales en base a la temperatura del lugar de nidificación.

Snapping_turtle_eggs_mdPuesta de tortuga mordedora (Chelydra serpentina), un quelonio americano de agua dulce. Foto de Moondigger.

Lo que resulta más fácil de predecir son los inconvenientes que comporta la DST. Cualquier cambio que se produzca en la temperatura de las áreas de nidificación puede afectar negativamente a la población de una especie determinada. Si se tala un bosque donde antes había sombra o se construyen edificios en una zona previamente soleada, cambiarán los microclimas de las puestas de huevos de cualquier reptil que nidifique allí.

El cambio global, o cambio climático, representa una amenaza adicional para los reptiles con DST. El aumento de la temperatura media del planeta y las fluctuaciones de temperatura de un año al otro, afectan al número de machos y hembras que nacen de algunas especies de reptiles. Este fenómeno se ha observado, por ejemplo, en las tortugas pintadas (Chrysemys picta), en las cuales se ha predicho que un aumento de 4oC en la temperatura de su hábitat provocaría la extinción de la especie, ya que sólo nacerían hembras.

baby-painted-turtle-chrysemys-pictaCría de tortuga pintada (Chrysemys picta), especie en la que temperaturas de incubación de entre 23-27oC dan machos y temperaturas por encima o por debajo dan hembras (modelo II). Foto de Cava Zachary.

REFERENCIAS

Durante la elaboración de esta entrada se han utilizado las siguientes fuentes:

Difusió-castellà

SERPIENTES: ENSÉÑAME LOS DIENTES Y TE DIRÉ QUIÉN ERES

La publicación de esta semana trata sobre las serpientes, unos animales que desde la antigüedad han provocado un intenso sentimiento de repulsión en el ser humano. Uno de los principales motivos por el cual las serpientes se encuentran tan arraigadas en el subconsciente humano es por el peligro que representan ya que muchas especies presentan glándulas venenosas conectadas a colmillos especializados. Aunque la mayoría de especies son inocuas para el ser humano, esto no quita que estos animales pongan los pelos de punta a más de una persona.

Los colmillos venenosos aparecieron como una modificación de los dientes maxilares. Según el grado de especialización de la mandíbula y de estos colmillos, las diferentes especies de serpientes se pueden clasificar en cuatro grandes grupos.

AGLIFO (ausencia de surcos):

Python reticulatus3 (5)
Cráneo de pitón reticulada (Python reticulatus)

Ésta es la condición más primitiva, en la que los dientes son sólidos, sin surcos ni colmillos especializados en la inyección de veneno. Esta dentición es la menos especializada, y la encontramos en muchos grupos de serpientes, des de las grandes boas y pitones, como en las primitivas serpientes excavadoras del infraorden Scolecophidia, e incluso algunas especies de la gran familia Colubridae. Los dientes en estos grupos suelen tener todos la misma forma y generalmente el mismo tamaño. Normalmente se suele asociar esta dentición a especies no venenosas y, aunque algunas serpientes aglifas si presenten veneno, normalmente no suelen ser mortales para el ser humano.

OPISTOGLIFO (surcos posteriores):

68nigrifutand
Cráneo de serpiente gato de cabeza negra (Boiga nigriceps), un colúbrido del Sud-este Asiático

Estas serpientes poseen veneno inyectado mediante unos colmillos especializados que se encuentran en la parte posterior del maxilar, que apuntan hacia atrás y presentan surcos que canalizan las toxinas hacia la punta del diente. Para inyectar correctamente el veneno, estas serpientes se ven obligadas a mover a la presa hasta el fondo de la boca, cosa difícil si la presa es de tamaño considerable.  Este tipo de dentición se encuentra entre diferentes miembros de la extensa familia Colubridae, dentro de la cual ha evolucionado en dos ocasiones de forma independiente.

Lampropeltis_getula_brooksi_cb2011_male_G1_ed
Serpiente real común (Lampropeltis getula), colúbrido de los EEUU

 Aunque la mayoría de serpientes opistoglifas son inofensivas para el ser humano (ya que los colmillos se encuentran muy atrás en la boca y no suelen ser muy grandes) algunas especies pueden llegar a ser mortales como la “boomslang” (Dispholidus typus) y las culebras del género Thelotornis, ya que éstas atacan con la boca muy abierta (hasta 170 grados de apertura para poder clavar con firmeza los colmillos venenosos) y producen unas hemotoxinas muy potentes contra las cuales aún no se ha desarrollado ninguna antitoxina eficaz. Las hemotoxinas son toxinas que degradan los glóbulos rojos colapsando así el sistema circulatorio y causando necrosis en los tejidos colindantes.

PROTEROGLIFO (surcos anteriores):

En estas especies los colmillos venenosos se encuentran en la parte anterior de la boca y suelen ser bastante cortos. Por esto estas serpientes deben presionar momentáneamente al morder para inyectar suficiente cantidad de veneno.

CobraSkullLabel
Cráneo de víbora de la muerte (Acanthophis sp.), animal de nombre engañoso ya que no es una víbora, sino un elàpido australiano

Este tipo de dentición es característico de la familia Elapidae que incluye a cobras y serpiente marinas. Los miembros de esta familia presentan venenos principalmente en forma de neurotoxina (toxinas que inutilizan el sistema nervioso), y se encuentran entre los más potentes de entre todos los vertebrados.

Mozambique-Spitting-Cobra
Cobra escupidora de Mozambique (Naja mossambica)

Además, diferentes elápidos del género Naja, son conocidos como cobras escupidoras, ya que han modificado sus colmillos los cuales presentan unos orificios por donde disparan el veneno al contraer unos músculos de las glándulas venenosas.

SOLENOGLIFO (surcos en tubo):

Ésta es la forma más evolucionada y se encuentra exclusivamente en la familia Viperidae. En éstas, el maxilar se encuentra reducido y sirve de soporte a un único par de colmillos con un conducto interior, los cuales pueden llegar a medir la mitad de la longitud del cráneo.

Rattle Snake Skull, Poison Exhibit
Cráneo de serpiente de cascabel (Crotalus sp.)

Estos colmillos se encuentran normalmente plegados contra el techo de la cavidad bucal, aunque se pueden articular respecto al resto del cráneo cuando abren la boca hasta 180 grados para morder. Esto provoca que claven los colmillos muy profundamente y que inyecten grandes cantidades de veneno, que aun no siendo tan potente como el de las serpientes proteroglifas, en grandes cantidades puede ser mortal.

Puff-Adder_682_731083a
Víbora bufadora (Bitis arietans), mostrando cómo se articulan los colmillos con el cráneo

La taxonomía interna de las diferentes familias de serpientes se basa en multitud de caracteres anatómicos diferentes. La clasificación que aquí he presentado sólo hace referencia a la forma de su dentición, y no está correlacionada directamente con las relaciones evolutivas entre los diferentes grupos. Por ejemplo, dentro de la familia Colubridae (familia que incluye a dos tercios de les serpientes actuales) encontramos especies con denticiones aglifas, opistoglifas i proteroglifas. Aún así, la forma proteroglifa es característica de la familia Elapidae, en la que también evolucionó de forma independiente.

Referencias:

Se han consultado las siguientes fuentes para elaborar los contenidos de esta entrada:

Licencia Creative Commons
Licencia Creative Commons Atribución-NoComercial-CompartirIgual 4.0 Internacional.