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Artrópodos venenosos y tóxicos: ¿cuáles son y en qué se diferencian?

Después de los posts sobre mamíferos, peceslagartos venenosos, desde All you need is Biology os traemos un artículo sobre artrópodos venenosos y tóxicos. Sigue leyendo para saber en qué se diferencian y cuáles generan este tipo de sustancias (y cómo lo hacen). ¡Te sorprenderá!

Animal venenoso vs tóxico

Aunque solemos usar estos términos como sinónimos, ¿significan realmente lo mismo? La respuesta es NO.

Un animal venenoso presenta órganos o elementos (colmillos, dientes, aguijones) para inocular veneno activamente con el fin de atacar o defenderse; en cambio, un animal tóxico no presenta órganos para la inoculación directa, sino que la sustancia tóxica es generada en ciertos tejidos o glándulas especializadas (o adquirida a través de la dieta) y liberada pasivamente como defensa; a veces, la toxina simplemente está presente en el cuerpo del organismo, actuando como mecanismo contra la depredación.

A pesar de estas diferencias, tanto venenos como toxinas pueden causar efectos muy similares, hecho que depende de su modo de acción, de la cantidad asimilada y de las características de la víctima. Sus efectos en humanos pueden ir desde una simple irritación o enrojecimiento de la piel (sustancias irritantes) a graves afectaciones sistémicas en caso de venenos potentes.

Artrópodos venenosos y tóxicos

Arácnidos

Los arácnidos (subfilo Cheliceromorpha) incluyen a dos de los grupos de artrópodos venenosos por excelencia: las arañas y los escorpiones. Ambos presentan órganos especializados para la inyección del veneno que usan tanto para cazar como para defenderse.

  • Arañas

Los órganos responsables de la inoculación del veneno en las arañas son los quelíceros, unos apéndices bucales propios de los queliceromorfos situados por delante de la boca que usan para agarrar el alimento. Los quelíceros de las arañas tienen asociada una glándula venenosa y terminan en forma de colmillo. Los colmillos de las arañas presentan un canal interno que finaliza en un orificio, permitiendo que el veneno procedente de las glándulas venenosas viaje a través de ellos y sea inoculado en el cuerpo de la víctima de forma similar a como lo haría una aguja hipodérmica.

Las arañas presentan la forma más evolucionada de quelíceros: los quelíceros en navaja. Cuando amenazan con picar, éstos se separan del cuerpo y los colmillos se elevan y abren como una navaja plegable. 

Detalle de los quelíceros de una araña. Imagen de dominio público (CC0) extraída de pixabay.

Entre las más venenosas para el ser humano se encuentran las arañas australianas de los géneros Atrax, Hadronyche y Illawarra (conocidas como “funnel-web spiders” por la forma de embudo de sus telarañas), cuyo veneno afecta a los canales de sodio de las células dando lugar a una liberación masiva de neurotransmisores.

“Funnel web spider”de la especie Hadronyche cerberea. ¿Te has fijado en la gota de veneno en el extremo de su quelícero?. Imagen de Alan Couch en Flickr (CC 2.0).
  • Escorpiones

El órgano inoculador en los escorpiones es el telson, una pieza situada al final del abdomen de muchos artrópodos que, en este caso, está transformado en un aparato venenoso terminado en aguijón. Igual que los quelíceros de las arañas, el telson de los escorpiones está asociado a glándulas venenosas y la inoculación del veneno tiene lugar mediante la inyección del aguijón.

Alacrán rayado de la corteza (Centruroides vittatus), una especie común en el centro de EUA y norte de México. En rojo, el telson finalizado en aguijón. Imagen de dominio público (CC0).

Los escorpiones usan el veneno para cazar, el cual suele ser rico en neurotoxinas que causan alteraciones severas en el sistema nervioso central y periférico de sus presas por disociación de los sistemas simpático y parasimpático. En humanos, el veneno puede causar desde dolor local intenso hasta arritmias cardíacas o edemas pulmonares, como en el caso de la especie india Hottentotta tamulus, considerada una de las más venenosas.

¡ALERTA!: No todos los arácnidos y grupos relacionados presentan glándulas venenosas; p. ej. opiliones, solífugos o arañas camello y amblipigios NO son venenosos.

De izquierda a derecha: opilión (imagen de Daniel Jolivet en Flickr, CC2 .0), solífugo (CC 3.0) y amblipigio (imagen de Geoff Gallice en Flickr).

Miriápodos

Los miriápodos (subfilo Myriapoda) se dividen en milpiés (clase Diplopoda) y ciempiés (clase Chilopoda), y ambos generan sustancias venenosas.

  • Milpiés

Los milpiés, caracterizados por presentar un cuerpo dividido en muchos segmentos con dos pares de patas en casi todos ellos, son esencialmente detritívoros e inofensivos. Sin embargo, generan sustancias irritantes o tóxicas (alcaloides, benzoquinonas, fenoles) como mecanismo defensivo. Estas sustancias pueden ser cáusticas, quemando el exoesqueleto de insectos depredadores o causando quemaduras en la piel y mucosas de animales más grandes.

Las toxinas de los milpiés se generan en unas glándulas situadas en cada segmento de su cuerpo conocidas como odoríferas o repugnatorias, y su liberación puede tener lugar bien por compresión del organismo (p. ej., cuando se lo van a comer) o a través de unos orificios situados en los laterales de cada segmento.

A simple vista, las glándulas, situadas en los laterales del cuerpo, son difíciles de observar. Imagen de Thomas Shahan en Flickr (CC 2.0).

CURIOSIDAD: los lémures negros de Madagascar (Eulemur macaco) recogen milpiés y, tras morderlos y estimular sus glándulas, se los frotan por todo el cuerpo para cubrirse de las sustancias que liberan, las cuales actúan como repelente de insectos.

Puedes verlo en este vídeo de National Geographic. Te recomendamos que lo veas hasta el final. ¡Te divertirá el resultado!

  • Ciempiés

Los ciempiés, cuyo cuerpo está menos segmentado y cada segmento presenta un solo par de patas, son carnívoros y venenosos. En este caso, los órganos para inocular el veneno son las forcípulas, unas pinzas muy desarrolladas derivadas de la transformación del primer par de patas que clavan en el cuerpo de las presas o de potenciales enemigos. Dichas forcípulas están ligadas a unas glándulas venenosas situadas en el tronco del individuo.

Detalle de las forcípulas de Scolopendra cingulata. Imagen de Eran Finkle (CC 3.0).

El grupo que causa más picaduras es el género Scolopendra, aunque su veneno en los humanos, si bien es algo doloroso, no genera demasiadas complicaciones clínicas.

Insectos

A pesar de su diversidad, la clase Insecta incluye pocos organismos muy tóxicos o venenosos.

Escarabajos

Algunas familias de escarabajos (orden Coleoptera), como Meloidae, Oedemeridae y Staphylinidae (géneros Paederus y Paederidus), presentan sustancias tóxicas en su hemolinfa que son liberadas por compresión de su cuerpo como mecanismo defensivo contra la depredación. En los humanos, estas toxinas causan dermatitis de diversa gravedad (abrasiones).

Estafilínido de la especie Paederus littoralis, presente en España, Franca e Italia. Imagen de Alvesgaspar (CC 4.0).

En el caso de Meloidae y Oedemeridae, la toxina es la cantaridina, mientras que en los géneros Paederus y Paederidus es la pederina, una sustancia exclusiva de las hembras de estos escarabajos y de ciertas esponjas marinas, la cual se cree sería generada por una bacteria simbionte.

Chinches

Aunque los chinches (suborden Heteroptera) son más famosos por su papel como vectores de enfermedades, también son causa de dermatitis en humanos (p. ej. familia Pentatomidae, por compresión del insecto y liberación de sustancias cáusticas e irritantes como defensa) y de lesiones por picaduras acompañadas de la liberación de encimas salivales (p. ej. familia Belostomatidae, que usan para cazar y disolver a sus presas).

Ejemplar de Belostomatidae. Aunque no son propiamente venenosos, sus encimas salivarales pueden dar pequeños sustos. Imagen de dominio público (CC0).

Himenópteros

Muchas avispas, abejas y hormigas (orden Hymenoptera) generan sustancias tóxicas o venenosas como método defensivo. Las hembras de una gran mayoría de himenópteros han desarrollado un aguijón al final del abdomen resultado de la evolución del ovopositor (infraorden Aculeata); sin embargo, también los hay que inyectan estas sustancias mediante mordeduras.

Las hormigas (familia Formicidae) atacan generalmente mediante mordeduras, y algunas especies, como las hormigas de fuego (Solenopsis spp.) o las hormigas bala (Paraponera spp., Dinoponera spp.), también mediante picaduras de su aguijón. Entre las sustancias más conocidas está el ácido fórmico, exclusivo de la subfamilia Formicinae, mientras que las hormigas de fuego inyectan alcaloides del grupo de las piperidinas. La picadura de las hormigas bala, localizadas en Centro y Sudamérica, es considerada la más dolorosa entre los insectos según el Índice Schmidt (similar a una herida por arma de fuego), aunque no suele ser mortal en humanos.

Hormiga roja de la especie Solenopsis invicta (izquierda, imagen de dominio público (CC0)) y hormiga bala de la especie Paraponera clavata (derecha, imagen de April Nobile / © AntWeb.org / CC BY-SA 3.0).

Las hembras de la mayoría de avispas dentro de Aculeata y de las abejas presentan aguijón. Su veneno suele ser rico en fosfolipasas, y en humanos su efecto va desde hinchazones a reacciones anafilácticas graves (en casos de hipersensibilidad o por número masivo de picaduras, como ha ocurrido alguna vez con la “abeja asesina” en América). La picadura de la avispa caza tarántulas (Pepsis formosa), de México y el sur de EUA, es considerada la segunda más dolorosa después de la de la hormiga bala.

Pepsis formosa, una especie de avispa caza tarántulas. Por el nombre, os podéis hacer una idea de su tamaño… Imagen de dominio público (CC0).

Mariposas y polillas

Muchas mariposas y polillas (orden Lepidoptera), ya sea en su fase larvaria, adulta o en ambas, resultan tóxicas para otros organismos como mecanismo contra la depredación.

Las orugas de numerosas especies presentan pelos urticantes que causan irritaciones e inflamaciones en humanos (erucismo), como la de la procesionaria del pino (Thaumetopoea pityocampa), una plaga muy extendida en el sur de Europa y de América.

Nido de orugas de procesionaria en un pino. Imagen de John H. Ghent (CC 3.0).

Por otro lado, los adultos de algunas especies, como los de la mariposa monarca (Danaus plexippus) o los de las zigenas (como Zygaena spp.), ambos de colores muy llamativos (aposematismo, un tipo de mimetismo), presentan sustancias tóxicas en sus tejidos contra depredadores; en el caso de la mariposa monarca, las adquieren por ingestión de plantas tóxicas del género Asclepias.

Adulto de Zygaena transalpina. Imagen de gailhampshire (CC 2.0).

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¿Te ha parecido interesante? ¿Conoces algún otro artrópodo venenoso o tóxico digno de mención? ¡No dudes en dejar tus aportaciones y preguntas en los comentarios!

Referencias

La imagen de portada es de dominio público (CC0) y fue obtenida a través de Pixabay.

Anuncis

La abeja asesina: el caso que conmocionó a América

En la década de los 60, la prensa americana se hizo eco de un caso que puso en alerta a medio mundo: la hibridación entre dos abejas de la miel había dado lugar a un nuevo organismo “imparable, agresivo y letal”. La abeja asesina había llegado.

Durante mucho tiempo, este pequeño insecto fue protagonista de múltiples portadas de diarios y revistas, e incluso inspiró algunas películas de terror (como “The Swarm”, de 1978). Pero, ¿en qué momento la ficción superó a la realidad? ¿Qué hay de cierto en esta historia? Te lo explicamos en este artículo.

El origen de las abejas asesinas

Las abejas de la miel más famosas pertenecen a la especie Apis mellifera, la cual se halla ampliamente distribuida por todo el mundo. Todas sus subespecies son originarias de Europa, África y Asia, aunque muchas de ellas (sobre todo las europeas) han sido importadas alrededor del mundo debido a su enorme importancia como polinizadoras y productoras de miel.

Puedes leer más sobre este tema en el post “La vida en familia de las abejas y la apicultura“.

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La cría de abejas de la miel (apicultura) es una práctica muy extendida en todo el mundo. En América, las abejas de la miel europeas fueron importadas para este mismo fin. Autor: Emma Jane Hogbin Westby, CC en Flickr.

El origen de las abejas asesinas se encuentra en la subespecie A. mellifera scutellata o abeja africana, originaria de África subsahariana y del sudeste de África. A diferencia de las abejas europeas, éstas son muy agresivas. En América, estas abejas hibridaron con abejas de la miel europeas importadas, generando unos híbridos conocidos como abejas africanizadas o brasileñas. Estas abejas híbridas, junto con las abejas africanas originales de la subespecie scutellata y sus descendientes en el continente americano, son las que recibieron el sobrenombre de abejas asesinas.

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Distribución nativa de la abeja de la miel africana. Fuente: UF/IFAS, Universidad de Florida. Ilustración original de Jane Medley, Universidad de Florida.

¿Cómo y por qué se expandieron?

En los años 50, la importación de abejas europeas a América era una práctica habitual. Sin embargo, mientras que la apicultura funcionaba bien en los EUA, en Sudamérica el rendimiento era bajo debido a la inadaptación de las abejas al clima tropical. Así fue como en el año 1956, el científico brasileño Warwick Kerr propuso la importación de abejas de la miel africanas a Sudamérica, pues sus requerimientos climáticos encajaban perfectamente con el clima de Brasil; aun así, quedaba pendiente solucionar el problema de la agresividad. La idea del Dr. Kerr era obtener una variedad dócil que fuese productiva en climas tropicales mediante la selección artificial y el cruzamiento de abejas africanas y europeas.

Todo habría sido un éxito si no fuera porque algunas abejas experimentales se escaparon durante el proyecto, formando rápidamente nuevas colonias en la naturaleza e hibridándose con abejas europeas (salvajes y en apiarios), dando lugar a las ya mencionadas abejas africanizadas, más agresivas y menos productivas de lo que Kerr esperaba obtener.

Actualmente, estas abejas se encuentran distribuidas por todo el continente americano. En EUA, su límite se halla en los estados sureños, pues su origen tropical frenó su avance hacia el norte.

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El avance de la abeja asesina por el continente americano fue rápido, llegando incluso a los estados sureños de los EUA. Fuente de la imagen: Harvard University Press (86).

Las abejas asesinas de cerca

Morfología

Uno de los problemas a los que se enfrentaban los apicultores era diferenciar a las abejas europeas de las africanas y africanizadas, pues son prácticamente idénticas a simple vista. Sin embargo, su estudio ha permitido constatar dos diferencias: tanto africanas como africanizadas son ligeramente más pequeñas (aprox. 10%) y sensiblemente más oscuras que las europeas. La mala noticia es que aún siguen siendo necesarios análisis morfométricos para diferenciarlas correctamente, sobre todo cuando los genes africanos están más diluidos.

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A la izquierda, Apis mellifera scutellata o abeja africana; a la derecha, Apis mellifera mellifera o abeja de la miel europea. Autor: Scott Bauer, USDA Agricultural Research Service, United States. Dominio público.

Comportamiento

Las abejas africanas presentan diferencias en determinados rasgos de su comportamiento que las hacen potencialmente más peligrosas que sus parientes europeas:

  1. Más agresivas. La exposición a diferentes presiones ambientales en su hábitat de origen podría ser la causa de esta diferencia: en Europa, tradicionalmente se han seleccionado y criado variedades dóciles y fáciles de gestionar, mientras que en África es habitual la recolección directa de los panales salvajes. Esta práctica, más la presencia de enemigos naturales, podría haber seleccionado individuos con una mayor capacidad para defender el nido.
  1. Ataque masivo. Mientras que las europeas atacan en números no superiores a 10-20 individuos, las africanas lo hacen en grupos de centenares, pudiendo causar entre 100-1000 picadas. Existen evidencias de la producción de feromonas durante el ataque que incitarían a otros individuos a unirse. Por otro lado, el territorio que defienden alrededor del nido es muy superior y el nivel de estímulo que necesitan para iniciar un ataque es más bajo.

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Los casos de ataques masivos de abejas africanas y africanizadas son poco frecuentes, pero impactantes. Arriba, el granjero Lamar LaCaze fue atacado por una colonia de 70.000 abejas que se había instalado dentro de un antiguo calentador de agua (Fuente: Inside Edition). Abajo, el caso del escalador Robert Mackley, el cual fue atacado durante más de 3 horas cuando quedó atrapado mientras efectuaba una ascensión; recibió alrededor de 1500 picadas (Fuente: Phoenix New Times; autor: Robert Mackley).
  1. Facilidad para formar enjambres. Las colonias de abejas europeas forman enjambres (cuando unas cuantas abejas parten con la abeja reina para formar una nueva colonia) de 1 a 3 veces al año, mientras que las abejas africanas pueden llegar a formarlos hasta 10 veces al año, más aún si se sienten amenazadas.
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Enjambre de abejas de la miel africanas. Autor: Michael K. O’Malley, Universidad de Florida.
  1. Selección del lugar de nidificación. Las abejas africanas son poco selectivas a la hora de escoger un lugar donde nidificar, de manera que pueden encontrarse en una gran variedad de espacios, sobre todo pequeños: cañerías, cubos de la basura, grietas de edificios, agujeros en el suelo, etc.
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Una colonia de abejas africanas en el interior de un cubo. Autor: Michael K. O’Malley, Universidad de Florida.
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Nido de abejas africanizadas en las estructuras de una vivienda. Autor: Ktr101, CC.
  1. Usurpación de nidos de abejas europeas. Este es, posiblemente, uno de los aspectos más curiosos de su comportamiento. El proceso tiene lugar muy sutilmente: las obreras de un enjambre de abejas africanas que aterriza en el nido de una colonia de abejas europeas empiezan a intercambiar comida y feromonas con las obreras europeas; de esta manera, las abejas europeas dejan de verlas como intrusas y las adoptan dentro de la colmena. De pronto, en algún momento del proceso la reina europea muere y es sustituida por la reina africana. Así, las abejas europeas son sustituidas por abejas africanas y sus híbridos.

Biología

Aunque la biología reproductiva y el desarrollo de las abejas de la miel es muy parecido, hay algunos rasgos de las africanas que les confieren ciertas ventajas adaptativas respecto a las europeas, hecho que en buena parte explicaría el éxito de su dispersión:

  1. Mayor producción de machos haploides por partenogénesis (zánganos). Éstos forman grandes nubes durante el vuelo reproductor que superan con creces los de los machos europeos. Así, la probabilidad de que las reinas europeas entren en contacto y copulen con machos africanos es muy superior, hecho que favorece a los genes de la subespecie africana.
  1. Desarrollo rápido. Las colonias crecen y se dispersan rápidamente.
  1. Mayor resistencia a patógenos y parásitos. Por ejemplo, a la varroa, al escarabajo de las colmenas Aethina tumida o a las bacterias del género Paenabacilis, los cuales han acabado con muchas poblaciones de abejas europeas en América.
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Varroa destructor sobre una ninfa de abeja de la miel europea. Autor: Gilles San Martin, CC.

La forma cómo se expresan todos estos caracteres en las abejas híbridas varía en función de la proporción de genes europeos y africanos que presenten, hecho que depende de la distancia al foco original de dispersión. Así, en EUA los híbridos son genéticamente más cercanos a las europeas y generalmente resultan menos agresivos.

¿Son realmente un riesgo para la salud pública?

Tanto el número de picadas que reciben sus víctimas (provocando reacciones anafilácticas incluso en personas no alérgicas), como la ferocidad de su ataque, su gran versatilidad a la hora de escoger un lugar donde nidificar (propiciando su proximidad a zonas urbanas) y su sensibilidad ante cualquier movimiento, ruido o vibración (pudiendo desencadenar la formación de enjambres), son motivos suficientes para considerarlas un peligro para la salud pública.

Sin embargo, los casos más alarmantes de ataques masivos suelen ser hechos aislados, y lo que realmente preocupa a nivel de salud pública son los grupos de riesgo (niños, personas grandes y enfermas o incapacitadas) y los animales domésticos, los cuales tendrían más dificultades para huir y sobrevivir a un ataque, aunque éste no fuera masivo.

A pesar del riesgo potencial que suponen, actualmente la situación está muy controlada gracias a que su estudio y seguimiento han permitido poner en marcha diferentes medidas para tener un buen control de sus poblaciones e, incluso, sacarles provecho. Por ejemplo, en Centro y Sudamérica hace años que las crían para producir miel y polinizar conreos, habiéndose convertido en grandes productores a escala mundial. Para ello, aplican medidas de gestión de los nidos algo diferentes, como dejar que se desarrolle una única colonia por colmena.

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Cartel en el que se alerta de la presencia de abejas africanizadas; de esta manera, se minimiza el riesgo de entrar en contacto con sus colonias. Esta medida, junto con la detección prematura de individuos y la eliminación de espacios potencialmente colonitzables para evitar el asentamiento de colonias, forman parte de las medidas de prevención para evitar la progressión e interacción con estos organismos. Fuente de la imagen: ALTHEA PETERSON/Tulsa World.

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Aunque la “abeja asesina” pueda resultar peligrosa dado el caso, no debería considerársela un mal mayor dada la enorme cantidad de información y control que existe actualmente sobre sus poblaciones. Sin embargo, una vez más se demuestra que la interacción del ser humano en los ecosistemas y la introducción de especies no nativas puede jugar malas pasadas…

REFERENCIAS

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  • O’Malley, M.K., Ellis, J. D., Zettel Nalen, C. M. & Herrera P. (2013). Differences Between European and African Honey Bees. EDIS.
  • Winston, ML. (1992). Killer Bees: The Africanized honey bee in the Americas. Harvard University Press, Cambridge, Massachutes, USA. 176 pp.

Foto de portada propiedad de Gustavo Mazzarollo (c)/Alamy Stock Photo.

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