Arxiu d'etiquetes: cobra

Danger, poisonous mammals!

We usually associate snakes, spiders, jellyfish, etc. as venomous animals par excellence, but did you know that there are poisonous mammals? In this article we will discover who are they and the nature and use of their poisons.

THE PLATYPUS

The platypus (Ornithorhynchus anatinus) is the most famous among the poisonous mammals, and not just for this feature. With a peak like a duck and oviparous (laying eggs), when it was discovered some scientists thought it was a fraud.

platypus ornitorrinco ornitorinc
Platypus (Ornithorhynchus anatinus). Photo by Jonathan Munro

They belong to the order monotremes, which means “one hole” in reference to the cloaca, the end of the digestive and reproductive systems. Some evolutionary biologists refer to them as the “missing linkbetween reptiles and mammals, as they have characteristics of both groups. Monotremes are the only mammals that lay eggs, but his body is covered with hair and the young are fed with breast milk. They are distributed by Australia, Tasmania and New Guinea.

Platypuses have a spur on the hind legs, which only in the case of males, release poison produced by femoral glands (located in the leg). The male uses it mainly to defend their territory and establish their dominance during the mating season, although if it is bothered also uses it as a defense. This poison can kill small animals, including dogs, and cause severe pain and swelling in humans. This pain can last days or months.

Platypus spur, espolón ornitorrinco
Spur on the hind leg of a platypus. Photo by E. Lonnon

Toxins are four proteins, three of which are unique to the platypus. They are like the defensins (DLP, defensin-like proteins). These are globular proteins, small and compacted, involved in the activation of pain receptors. Understanding how these toxins act it has special interest because they cause a lasting and severe pain; it may open new chances in the synthesis of analgesic drugs.

short-beaked echidna, equidna de nariz corta, equidna de nas curt
Short-beake echidna (Tachyglossus aculeatus). Photo de Tony Britt-Lewis

Echidnas (family Tachyglossidae) complete the order of monotremes with the platypus; consequently they are also oviparous. The family consists of four species, with the common characteristic of having the body covered with dense hair and spines. They are mainly insectivores specializing in ants and termites.

Like the platypus, they also have spurs behind the knees, but their secretions are not poisonous. The substances are used to mark their territory, according to the recent studies.

SLOW LORIS

As we saw in a previous post, lorises are primates in the prosimians suborder. They are nocturnal, arboreal and feed primarily on insects, vegetables and fruits. The slow lorises (Nycticebus) living in Southeast Asia, are the only poisonous primate. They possess poison glands on the elbows (brachial gland), and poison their body with arms and tongue, which can also join saliva and be transmitted by bitting.

lori pigmeo, nycticebus pigmaeus,
Pygmy slow loris (Nycticebus pigmaeus). Photo by Ch’ien C. Lee

In this case the poison is used as a defense against predators, causing them pain, inflammation, necrosis (cell death) in the area of the bite, hematuria (blood in urine) or in some cases anaphylactic shock (allergic reaction) which can lead to death, even in humans (some are threatened by the illegal pet trade and traditional Chinese medicine). The poison also serves as protection for the young, they are licked by their parents and the poisonous secretion is distributed throughout the coat. Being poisonous, unusual among primates, can help counteract the disadvantages of its slow movements. Exudate from glands, as in echidnas, can also give olfactory information of range and territory between individuals of loris (Hagey et al., 2007).

Loris de Kayan (Nycticebus kayan). foto de Ch'ien C. Lee
Kayan loris (Nycticebus kayan). Photo by Ch’ien C. Lee

Toxins are polypeptides (generated when glandular secretion is mixed with saliva) and an unidentified steroid. Secretion is similar to the allergen Fel d 1 which is in the domestic cat and cause allergies in humans (Hagey et al., 2006; Krane et al., 2003).

It is believed that slow lorises even have converged evolutionarily with cobras, for his defensive behavior when threatened, whistling and raising his arms around his head. (Nekaris et. al, 2003).

Loris, cobras, evolucion, convergencia
Mimicry between loris and cobras. 1. Javan slow loris, 2 y 3. Spectacled cobra, 4. Bengal slow loris. Photo by Nekaris et. al.

In the following video a lazy lori is disturbed and hisses like a snake while trying to bite:

SOLENODON OR ALMIQUI

They are small and nocturnal mammals, basically insectivores, that live in the West Indies. The Hispaniolan solenodon (Solenodon paradoxus), also known as the Dominican solenodon, Haitian solenodon or agouta, lives on the island de La Española (Dominican Republic and Haiti) while The Cuban solenodon or almiqui (Solenodon cubanus) is distributed throughout Cuba. They are considered living fossils because they have similar characteristics to primitive mammals of the end of the Mesozoic Era (kingdom of the dinosaurs).

solenodonte de La Española (Solenodon paradoxus
Hispaniolan solenodon (Solenodon paradoxus). Photo by Eladio M. Fernández.

Unlike other poisonous mammals, toxic saliva is produced under the jaw (submandibular glands), which is transported by pipes to the front of the mouth. The second incisor teeth have a groove where toxic saliva accumulates to promote their entry into the wounds. They are the only mammals that inject venom through its teeth, similar to the way snakes do.

diente, solenodon, teeth, surco
Paradoxus Solenodon lower jaw incisor showing the groove. Photo by Phil Myers

The main function of this venom is to immobilize prey, as well as insects they can hunt small vertebrates such as reptiles, amphibians and birds.

Almiquí, Cuba, Solenodon, cubanus, Cuban giant shrew
Cuban solenodon (Solenodon cubanus). Photo by Julio Genaro.

This poison may have been developed to keep alive but immobilized prey during times of shortage, to aid in digestion, minimize energy expenditure in the struggle for hunting and face prey even twice as big as them. This venom is not deadly to humans.

SHREWS

The northern short-tailed shrew (Blarina brevicauda), the Eurasian water shrew (Neomys fodiens) and the Mediterranean water shrew (Neomys anomalus) also have submandibular glands similar to solenodons. They are distributed by North America (northern short-tailed shrew) and Europe and Asia (water shrews), including the Iberian Peninsula.

Musaraña colicorta americana (Blarina brevicauda). Foto de Gilles Gonthier.
The northern short-tailed shrew (Blarina brevicauda). Photo by Gilles Gonthier.

The short-tailed shrew can consume up to three times its weight in food per day. Their saliva is the most poisonous and uses it to paralyze their prey, to eat them or keep them alive in times of shortage. The water shrews also store its immobilized prey under rocks.

Musgaño (Neomys anomalus). Foto de rollin Verlinde.
Mediterranean water shrew (Neomys anomalus). Photo by Rollin Verlinde.

These animals attack from behind and bite the neck of its prey so that the poison acts more quickly, affecting the central nervous system (neurotoxins). The respiratory and vascular system is also affected and causes seizures, incoordination, paralysis and even death of small vertebrates.

Musgaño patiblanco-Neomys_fodiens, Wasserspitzmaus
Eurasian water shrew (Neomys fodiens). Photo by R. Altenkamp.

Its teeth don’t have grooves as the solenodons do, but a concave surface to store the toxic saliva.

neomys, anomalus, mandibula, dientes, veneno
Lower jaw of Neomys anomalus. Photo by António Pena.

It is suspected that other mammals also produce toxic saliva similarly, as the European mole (Talpa europaea) and other species of shrew, but there are no conclusive studies.

MANED RAT

The maned rat or crested rat (Lophiomys imhausi), lives in Africa and  uses his poisoned hair to protect themself from predators.

Rata crestada Lophiomys_imhausi, rata de crin, maned rat
Maned rat (Lophiomys imhausi). Photo by Kevin Deacon

Unlike other mammals that produce their own poison, the crested rat gets toxin (called ouabain) from the bark and roots of a tree (Acokanthera schimperi). Chews the bark and the mixture of saliva and toxins are distributed on the body. Their hairs are cylindrical whith a perforated microscopic structure, which favors the absorption of venom. In case of danger, it bristles and shows his brown coat with white stripes, warning of its potential danger. This strategy of persuasion based on brightly colored warning is known as aposematism present in many animals, such as bees.

In this BBC video you can see a crested rat and a hair under the microscope absorbing ink, showing its porous structure:

It is unknown how it is immune to the toxin, since it is the same substance used by some African tribes for hunting such large animals like elephants.

Ouabain is a glycoside which controls the heartbeat, causing infarcts if absorbed in large quantities. The study of the mechanisms that protect the crested rat of a substance that regulates the heartbeat, can help develop treatments for heart problems.

European hedgehogs (Erinaceus europaeus) have similar behavior (smearing the body with foreign poison), but it is not established whether the objective is defensive because it does not scare away predators.

In conclusion, strategies, practices and nature of the poison in mammals are varied and their study may have important medical implications for drug development and increase awareness of the evolutionary relationships between different groups of living animals (reptiles-mammals) and their ancestors.

REFERENCIAS

MIREIA QUEROL ALL YOU NEED IS BIOLOGY

Peligro, ¡mamíferos venenosos!

Solemos asociar a las serpientes, arácnidos, medusas, etc. como los animales venenosos por excelencia, pero ¿sabías que también existen mamíferos venenosos? En este artículo descubriremos cuáles son y la naturaleza y uso de sus venenos.

EL ORNITORRINCO

El ornitorrinco (Ornithorhynchus anatinus) el más famoso entre los mamíferos venenosos, y no sólo por esta característica. Con un pico parecido a un pato y reproducción ovípara (que pone huevos), cuando fue descubierto  algunos científicos pensaban que era un fraude.

platypus ornitorrinco ornitorinc
Ornitorrinco (Ornithorhynchus anatinus). Foto de Jonathan Munro

Pertenecen al orden de los monotremas, que significa literalmente “un solo orificio” en alusión a la cloaca, el final del aparato digestivo y reproductor. Algunos biólogos evolutivos se refieren a ellos como el “eslabón perdido” entre reptiles y mamíferos, pues presentan características de ambos grupos.  Los monotremas son los únicos mamíferos que ponen huevos, pero su cuerpo está cubierto de pelo y las crías se alimentan de la leche materna. Se distribuyen por Australia, Tasmania y Nueva Guinea.

Los ornitorrincos tienen un espolón en las patas traseras, que sólo en el caso de los machos, libera veneno producido por las glándulas crurales (situadas en la pierna). El macho lo utiliza principalmente para defender su territorio y establecer su dominancia durante la época de apareamiento, aunque si  es molestado también lo usa como defensa.  Este veneno es capaz de matar a animales pequeños, incluso a perros, y provocar un dolor intenso e hinchazón en los humanos. Este dolor puede durar días o meses según el caso.

Platypus spur, espolón ornitorrinco
Espolón en la pata trasera de un ornitorrinco. Foto de E. Lonnon

Las toxinas son cuatro proteínas, tres de las cuales son exclusivas del ornitorrinco. Son parecidas a las defensinas (DLP, defensin-like proteins). Se trata de proteínas de tipo globular, pequeñas y compactadas, que participan en la activación de los receptores del dolor. El conocimiento de cómo actuan estas toxinas, de especial interés porque provocan un dolor duradero e intenso, puede abrir nuevas vías en la síntesis de fármacos analgésicos.

short-beaked echidna, equidna de nariz corta, equidna de nas curt
Equidna de nariz corta (Tachyglossus aculeatus). Foto de Tony Britt-Lewis

Los equidnas (familia Tachyglossidae) completan el orden de los monotremas junto con el ornitorrinco; en consecuencia también son ovíparos. La familia está formada por cuatro especies, con la característica común de tener el cuerpo cubierto por pelo denso y espinas. Son principalmente insectívoros especializados en hormigas y termitas (mirmecófagos).

Igual que los ornitorrincos, también poseen espolones detrás de las rodillas, pero sus secreciones no son venenosas. Las utilizan como sustancias para marcar su territorio, segun los últimos estudios.

LORIS PEREZOSOS

Como vimos en un artículo anterior, los loris son primates del suborden de los prosimios. Son nocturnos, arborícolas y se alimentan principalmente de insectos, vegetales y frutas. Los loris perezosos (género Nycticebus), originarios del sureste asiático, son los únicos primates venenosos. Poseen glándulas venenosas en los codos (glándula braquial), y se distribuyen el veneno por el cuerpo con los brazos y la lengua, el cual también puede unirse a la saliva y transmitirse por mordeduras.

lori pigmeo, nycticebus pigmaeus,
Loris pigmeo (Nycticebus pigmaeus). Foto de Ch’ien C. Lee

En este caso el veneno es utilizado como defensa ante sus depredadores, lo que les provoca dolor, inflamación, necrosis (muerte celular) en la zona  de la mordedura, hematuria (sangre en orina) o en algunos casos shocks anafilácticos (reacción alérgica) que pueden conducir a la muerte, incluso en humanos (algunos están amenazados por su comercialización ilegal como mascotas y en la medicina tradicional china). El veneno también sirve de protección para las crías, ya que al ser lamidas por sus progenitores la secreción venenosa se distribuye por todo el pelaje. El hecho de ser venenosos, insólito dentro de los primates, puede ayudar a contrarrestar las desventajas de sus lentos movimientos. El exudado de las glándulas, igual que en los equidnas, también puede dar información olfativa de rango y territorio entre individuos de loris (Hagey et al., 2007).

Loris de Kayan (Nycticebus kayan). foto de Ch'ien C. Lee
Loris de Kayan (Nycticebus kayan). Foto de Ch’ien C. Lee

Las toxinas son de tipo polipeptídico que se generan al mezclarse la secreción glandular con la saliva y un esteroide no identificado. La secreción es parecida al alérgeno Fel d 1, que se encuentra en el gato doméstico y provoca alergias en humanos (Hagey et al., 2006; Krane et al., 2003).

Se cree incluso que los loris perezosos han convergido evolutivamente con las cobras, por su comportamiento defensivo cuando se encuentran amenazados, silbando y levantando sus brazos alrededor de su cabeza (Nekaris et. al, 2003).

Loris, cobras, evolucion, convergencia
Mimetismo entre loris y cobras. 1. Lori de Java, 2 y 3. Cobra de anteojos, 4. Lori de Bengala. Foto de Nekaris et. al.

En el siguiente vídeo un lori perezoso es molestado y silba como una serpiente mientras trata de morder:

 EL SOLENODONTE O ALMIQUÍ

Se trata de pequeños mamíferos nocturnos parecidos a las musarañas y básicamente insectívoros que habitan en las Antillas. El solenodonte de La Española (Solenodon paradoxus) habita en la isla del mismo nombre (República Dominicana y Haití) mientras que el almiquí de Cuba (Solenodon cubanus) se distribuye por Cuba. Se les considera fósiles vivientes ya que presentan características primitivas similares a las que poseían los mamíferos del final de la Era Secundaria (reinado de los dinosaurios).

solenodonte de La Española (Solenodon paradoxus
Solenodonte de La Española (Solenodon paradoxus). Foto de Eladio M. Fernández.

A diferencia del resto de mamíferos venenosos, la saliva tóxica se produce en unas glándulas debajo de la mandíbula (glándulas submaxilares), que es transportada por conductos hacia la parte delantera de la boca. Los segundos dientes incisivos tienen un surco donde se acumula la saliva tóxica para favorecer su entrada en las heridas.  Son pues los únicos mamíferos que inyectan veneno a través de sus dientes, de manera similar a las serpientes.

diente, solenodon, teeth, surco
Mandíbula inferior de Solenodon paradoxus mostrando el surco del incisivo. Foto de Phil Myers

La principal función de este veneno es inmovilizar a las presas que cazan, ya que además de insectos pueden atrapar pequeños vertebrados como reptiles, anfibios o aves.

Almiquí, Cuba, Solenodon, cubanus, Cuban giant shrew
Almiquí de Cuba (Solenodon cubanus). Foto de Julio Genaro.

Evolutivamente, este veneno puede haberse desarrollado para mantener presas vivas pero inmóviles durante épocas de escasez, para ayudar en la digestión, minimizar el gasto de energía en la lucha durante la caza y enfrentarse a presas incluso el doble de grandes que ellos. Este veneno no es mortal para los humanos.

MUSARAÑAS Y MUSGAÑOS

La musaraña colicorta americana (Blarina brevicauda), el musgaño patiblanco (Neomys fodiens) y el musgaño de Cabrera (Neomys anomalus) también poseen glándulas submaxilares como el solenodonte. Se distribuyen por Norteamérica (musaraña colicorta)  y Europa y Asia (musgaños), incluyendo la Península Ibérica.

Musaraña colicorta americana (Blarina brevicauda). Foto de Gilles Gonthier.
Musaraña colicorta americana (Blarina brevicauda). Foto de Gilles Gonthier.

La musaraña colicorta puede consumir hasta tres veces su peso de alimento al día. Su saliva es la más venenosa que existe y la usa para paralizar a sus presas, para comerlas o conservarlas vivas en períodos de escasez. Los musgaños mencionados son acuáticos y también almacenan sus presas inmovilizadas debajo de las rocas.

Musgaño (Neomys anomalus). Foto de rollin Verlinde.
Musgaño de Cabrera (Neomys anomalus). Foto de Rollin Verlinde.

Estos animales atacan desde atrás y muerden el cuello de sus presas para que el veneno actúe más rápidamente, ya que afecta el sistema nervioso central (neurotoxinas). El aparato respiratorio y vascular también resulta afectado y produce convulsiones, descoordinación de movimientos, parálisis e incluso la muerte de pequeños vertebrados.

Musgaño patiblanco-Neomys_fodiens, Wasserspitzmaus
Musgaño patiblanco (Neomys fodiens). Foto de R. Altenkamp.

Sus dientes no tienen surcos como los de los solenodontes, pero sí una superfície cóncava para almacenar la saliva tóxica.

neomys, anomalus, mandibula, dientes, veneno
Mandíbula inferior de Neomys anomalus. Foto de António Pena.

Se sospecha que otros mamíferos producen también saliva tóxica de manera similar, como el topo europeo (Talpa europaea) y otras especies de musaraña, pero no se dispone de estudios concluyentes.

RATA CRESTADA AFRICANA

También conocida como rata de crin (Lophiomys imhausi), la rata crestada africana utiliza veneno presente en su pelo para protegerse de sus depredadores.

Rata crestada Lophiomys_imhausi, rata de crin, maned rat
Rata crestada africana (Lophiomys imhausi). Foto de Kevin Deacon

A diferencia del resto de mamíferos que producen sus propio veneno,  la rata crestada africana obtiene la toxina (llamada ouabaína) de la corteza y raíces de un árbol (acocantera o laurel tóxico, Acokanthera schimperi). Los mastica y se unta la mezcla de saliva y tóxico en el cuerpo. Sus pelos tienen una estructura microscópica cilíndrica perforada, lo que favorece la absorción del veneno. En caso de peligro, se eriza y muestra su pelaje marrón a rayas blancas, advirtiendo de su peligro potencial. Esta estrategia de persuasión basada en colores llamativos de advertencia se conoce como aposematismo, presente en muchos animales, como las abejas.

En este vídeo de la BBC online se observa una rata crestada e imágenes al microscopio de un pelo absorbiendo tinta, mostrando su estructura porosa:

Se desconoce de qué manera es inmune a la toxina, ya que es la misma sustancia que usan algunas tribus africanas para cazar animales tan grandes como el elefante. La ouabaína es un glucósido que controla el latido del corazón, provocando infartos si se absorbe en grandes cantidades. El estudio de los mecanismos que protegen a la rata crestada de una sustancia que regula el ritmo cardíaco, puede ayudar al desarrollo de tratamientos para problemas cardíacos.

Los erizos europeos (Erinaceus europaeus) tienen un comportamiento similar (embadurnarse el cuerpo con veneno ajeno), pero no se ha podido comprobar si el objetivo es defensivo ya que no ahuyenta a los depredadores.

En conclusión, las estrategias, usos y naturalezas del veneno en mamíferos son variadas y su estudio puede tener importantes consecuencias médicas en el desarrollo de fármacos, así como aumentar el conocimiento de las relaciones evolutivas entre diferentes grupos de animales actuales (reptiles-mamíferos) y sus antepasados.

REFERENCIAS

Mireia Querol Rovira

Perill, mamífers verinosos!

Normalment associem a les serps, aràcnids, meduses, etc. com els animals verinosos per excel·lència, però sabies que també hi ha mamífers verinosos? En aquest article descobrirem quins són i la natura i ús dels seus verins.

L’ORNITORINC

L’ornitorinc (Ornithorhynchus anatinus) és el més famós entre els mamífers verinosos, i no només per aquesta característica. Amb un bec semblant a un ànec i reproducció ovípara (que posa ous), quan va ser descobert alguns científics pensaven que era un frau.

platypus ornitorrinco ornitorinc
Ornitorinc (Ornithorhynchus anatinus). Foto de Jonathan Munro

Pertanyen a l’ordre dels monotremes, que significa lieralment un sol orificien al·lusió a la cloaca, el final de l’aparell digestiu i reproductor. Alguns biòlegs evolutius es refereixen a ells com la “baula perdudaentre rèptils i mamífers, ja que presenten característiques d’ambdós grups. Els monotremes són els únics mamífers que posen ous, però el seu cos està cobert de pèl i les cries s’alimenten de la llet materna. Es distribueixen per Austràlia, Tasmània i Nova Guinea.

Els ornitorincs tenen un esperó a les potes del darrere, que només en el cas dels mascles, allibera verí produït per les glàndules crurals (situades a la cama). El mascle ho utilitza principalment per defensar el seu territori i establir la seva dominància durant l’època d’aparellament, encara que si és molestat també el fa servir com a defensa. Aquest verí és capaç de matar animals petits, fins i tot a gossos, i provocar un dolor intens i inflamació en els humans. Aquest dolor pot durar dies o mesos segons el cas.

Platypus spur, espolón ornitorrinco
Esperó a la pota del darrere d’un ornitorinc. Foto de E. Lonnon

Les toxines són quatre proteïnes, tres de les quals són exclusives de l’ornitorinc. Són semblants a les defensines (DLP, defensinlike proteins). Es tracta de proteïnes de tipus globular, petites i compactades, que participen en l’activació dels receptors del dolor. El coneixement de com actuen aquestes toxines, d’especial interès perquè provoquen un dolor durador i intens, pot obrir noves vies en la síntesi de fàrmacs analgèsics.

short-beaked echidna, equidna de nariz corta, equidna de nas curt
Equidna de nas curt (Tachyglossus aculeatus). Foto de Tony Britt-Lewis

Els equidnes (família Tachyglossidae) completen l’ordre dels monotremes juntament amb l’ornitorinc; en conseqüència també són ovípars. La família està formada per quatre espècies, amb la característica comuna de tenir el cos cobert de pèl dens i espines. Són principalment insectívors especialitzats en formigues i tèrmits (mirmecòfags).

Igual que els ornitorincs, també posseeixen esperons darrere dels genolls, però les seves secrecions no són verinoses. Les utilitzen com a substàncies per marcar el seu territori, segons els  últims estudis.

LORIS PERESOSOS

Com vam veure en un article anterior, els loris són primats del subordre dels prosimis. Són nocturns, arborícoles i s’alimenten principalment d’insectes, vegetals i fruites. Els loris peresosos (gènere Nycticebus), originaris del sud-est asiàtic, són els únics primats verinosos. Posseeixen glàndules verinoses als colzes (glàndula braquial), i es distribueixen el verí pel cos amb els braços i la llengua, el qual també pot unir-se a la saliva i transmetre‘s per mossegades.

lori pigmeo, nycticebus pigmaeus,
Loris pigmeu (Nycticebus pigmaeus). Foto de Ch’ien C. Lee

En aquest cas el verí és utilitzat com a defensa davant els seus depredadors, el que els provoca dolor, inflamació, necrosi (mort cel·lular) a la zona de la mossegada, hematúria (sang en orina) o en alguns casos xocs anafilàctics (reacció al·lèrgica) que poden conduir a la mort, fins i tot en humans (alguns estan amenaçats per la seva comercialització il·legal com a mascotes i en la medicina tradicional xinesa). El verí també serveix de protecció per a les cries, ja que en ser llepades pels seus progenitors la secreció verinosa es distribueix per tot el pelatge. El fet de ser verinosos, insòlit dins dels primats, pot ajudar a contrarestar els desavantatges dels seus lents moviments. L’exsudat de les glàndules, igual que en els equidnes, també pot donar informació olfactiva de rang i territori entre individus de loris (Hagey et al., 2007).

Loris de Kayan (Nycticebus kayan). foto de Ch'ien C. Lee
Loris de Kayan (Nycticebus kayan). Foto de Ch’ien C. Lee

Les toxines són de tipus polipeptídic (que es generen en barrejar la secreció glandular amb la saliva) i un esteroide no identificat. La secreció és semblant a l’al·lergen Fel d 1, que es troba en el gat domèstic i provoca al·lèrgies en humans (Hagey et al., 2006; Krane et al., 2003).

Es creu fins i tot que els loris mandrosos han convergit evolutivament amb les cobres, pel seu comportament defensiu quan es troben amenaçats, xiulant i aixecant els braços al voltant del seu cap (Nekaris et. al, 2003).

Loris, cobras, evolucion, convergencia
Mimetisme entre loris i cobres. 1. Lori de Java, 2 y 3. Cobra india 4. Lori de Bengala. Foto de Nekaris et. al.

En el següent vídeo una lori peresós és molestat i xiula com una serp mentre tracta de mossegar:

 EL SOLENODONT O ALMIQUÍ

Es tracta de petits mamífers nocturns semblants a les musaranyes i bàsicament insectívors que habiten a les Antilles. El solenodont de La Española (Solenodon paradoxus) habita a l’illa del mateix nom (República Dominicana i Haití) mentre que l’almiquí de Cuba (Solenodon cubanus) es distribueix per Cuba. Se’ls considera fòssils vivents ja que presenten característiques primitives similars a les que posseïen els mamífers del final de l’Era Secundària (regnat dels dinosaures).

solenodonte de La Española (Solenodon paradoxus
Solenodont de La Española (Solenodon paradoxus). Foto de Eladio M. Fernández.

A diferència de la resta de mamífers verinosos, la saliva tòxica es produeix en unes glàndules sota de la mandíbula (glàndules submaxil·lars), que és transportada per conductes cap a la part davantera de la boca. Les segons dents incisives tenen un solc on s’acumula la saliva tòxica per afavorir la seva entrada a les ferides. Són doncs els únics mamífers que injecten verí a través de les seves dents, de manera similar a les serps.

diente, solenodon, teeth, surco
Mandíbula inferior de Solenodon paradoxus on es veu el solc de l’incisiu. Foto de Phil Myers

La principal funció d’aquest verí és immobilitzar les preses que cacen, ja que a més d’insectes poden atrapar petits vertebrats com rèptils, amfibis o aus.

Almiquí, Cuba, Solenodon, cubanus, Cuban giant shrew
Almiquí de Cuba (Solenodon cubanus). Foto de Julio Genaro.

Evolutivament, aquest verí pot haver-se desenvolupat per mantenir preses vives però immòbils durant èpoques d’escassetat, per ajudar en la digestió, minimitzar la despesa d’energia en la lluita durant la caça i enfrontar-se a preses fins i tot el doble de grans que ells. Aquest verí no és mortal per als humans.

MUSARANYES

La musaranya cuacurta septendrional (Blarina brevicauda), la musaranya aquàtica pirinenca (Neomys fodiens) i la musaranya aquàtica mediterrània (Neomys anomalus) també posseeixen glàndules submaxil·lars com el solenodont. Es distribueixen per Amèrica del Nord (musaranya cuacurta) i Europa i Àsia (musaranyes aquàtiques), inclosa la Península Ibèrica.

Musaraña colicorta americana (Blarina brevicauda). Foto de Gilles Gonthier.
Musaranya cuacurta septentrional (Blarina brevicauda). Foto de Gilles Gonthier.

La musaranya cuacurta pot consumir fins a tres vegades el seu pes d’aliment al dia. La seva saliva és la més verinosa que existeix i la fa servir per paralitzar a les seves preses, per menjar-les o conservar-les vives en períodes d’escassetat. Les musaranyes aquàtiques també emmagatzemen les seves preses immobilitzades sota de les roques.

Musgaño (Neomys anomalus). Foto de rollin Verlinde.
Musaranya aquàtica mediterrània (Neomys anomalus). Foto de Rollin Verlinde.

Aquests animals ataquen des del darrere i mosseguen el coll de les seves preses perquè el verí actuï més ràpidament, ja que afecta el sistema nerviós central (neurotoxines). L’aparell respiratori i vascular també resulta afectat i produeix convulsions, descoordinació de moviments, paràlisi i fins i tot la mort de petits vertebrats.

Musgaño patiblanco-Neomys_fodiens, Wasserspitzmaus
Musaranya aquàtica pirinenca (Neomys fodiens). Foto de R. Altenkamp.

Les seves dents no tenen solcs com els dels solenodonts, però sí una superfície còncava per emmagatzemar la saliva tòxica.

neomys, anomalus, mandibula, dientes, veneno
Mandíbula inferior de Neomys anomalus. Foto de António Pena.

Se sospita que altres mamífers produeixen també saliva tòxica de manera similar, com el talp europeu (Talpa europaea) i altres espècies de musaranya, però no es disposa d’estudis concloents.

RATA CRESTADA AFRICANA

També coneguda com rata de crinera (Lophiomys imhausi), la rata crestada africana utilitza verí present al seu pèl per protegir-se dels seus depredadors.

Rata crestada Lophiomys_imhausi, rata de crin, maned rat
Rata crestada africana (Lophiomys imhausi). Foto de Kevin Deacon

A diferència de la resta de mamífers que produeixen els seus propis verins, la rata crestada africana obté la toxina (anomenada ouabaína) de l’escorça i arrels d’un arbre (acocantera o llorer tòxic, Acokanthera schimperi). Els mastega i s’unta la barreja de saliva i tòxic al cos. Els seus pèls tenen una estructura microscòpica cilíndrica perforada, el que afavoreix l’absorció del verí. En cas de perill, s’estarrufa i mostra el seu pelatge marró a ratlles blanques, advertint del seu perill potencial. Aquesta estratègia de persuasió basada en colors cridaners d’advertència es coneix com aposematisme, present en molts animals, com les abelles.

En aquest vídeo de la BBC online s’observa una rata crestada i imatges al microscopi d’un pèl absorbint tinta, mostrant la seva estructura porosa:

Es desconeix de quina manera és immune a la toxina, ja que és la mateixa substància que fan servir algunes tribus africanes per caçar animals tan grans com l’elefant. La ouabaína és un glucòsid que controla el batec del cor, provocant infarts si s’absorbeix en grans quantitats. L’estudi dels mecanismes que protegeixen la rata crestada d’una substància que regula el ritme cardíac, pot ajudar al desenvolupament de tractaments per a problemes cardíacs.

Els eriçons europeus (Erinaceus europaeus) tenen un comportament similar (empastifar-se el cos amb verí aliè), però no s’ha pogut comprovar si l’objectiu és defensiu ja que no espanta als depredadors.

En conclusió, les estratègies, usos i natures del verí en mamífers són variades i el seu estudi pot tenir importants conseqüències mèdiques en el desenvolupament de fàrmacs, així com augmentar el coneixement de les relacions evolutives entre diferents grups d’animals actuals (rèptils-mamífers) i seus avantpassats.

REFERÈNCIES

mireia querol rovira

Snakes: Show me your teeth and I’ll tell you who you are

This week’s entry focuses on snakes, creatures that have caused an intense hate from human beings since ancient times. One of the main reasons why snakes are so deeply rooted in the human mind is the posed by the fact that some species are venomous, possessing venomous glands which open through ducts into grooved or hollow teeth. Although most species are harmless to human being, these animals still give the shivers to more than one.

Venomous fangs appeared as a modification of maxillary teeth. Depending on the level of specialization in both the jaw and these fangs, each species of snake may be classified into one of four different groups.

AGLYPH (lacking grooves)

Python reticulatus3 (5)
Reticulated python’s skull (Python reticulatus)

Aglyphous snakes have the most primitive condition in which teeth are solid, without grooves or specialized venom-injecting fangs. This is the less specialized dentition, which is found in many snake families, from the great boas and pythons to the primitive blind snakes from the infraorder Scolecophidia, and even in some members of the great Colubridae family. Teeth usually have the same size and morphology. This type of dentition is usually linked with non-venomous species, although a few aglyphous snakes do have venom yet most are nonlethal to human beings.

OPISTHOGLYPH (rearward grooves)

These snakes posses venom which is injected with specialized fangs found at the posterior end of the maxilla, which are backward-oriented and grooved so that toxins are canalized to the tip of the tooth. To correctly inject venom, these snakes must hold their prey and move it to the rear of the mouth, a pretty arduous task if the prey is of a considerable size.

68nigrifutand
Black-headed cat snake’s skull (Boiga nigriceps), a colubrid from Southeast Asia

This type of dentition is found in various species into the large Colubridae family, in which it has evolved twice independently.

Lampropeltis_getula_brooksi_cb2011_male_G1_ed
Common kingsnake (Lampropeltis getula), colubrid from the USA

Even though most opisthoglyphous snakes are harmless to humans (because fangs are found at the back of their mouths, and these snakes aren’t usually very big) some species are lethal to humans, like the “boomslang” (Dispholidus typus) and the bird snakes (Thelotornis sp.) which bite with the mouth wide open (up to 170 degrees to insert their venomous fangs firmly) and generate powerful haemotoxins against which no efficient antitoxin has been developed yet. Haemotoxins are toxins which destroy red blood cells collapsing the circulatory system and provoking severe necrosis to the other tissues.

PROTEROGLYPH (forward grooved)

Proteroglyphous species have venomous fangs at the front of their mouth and these aren’t usually very long. That’s why these snakes must apply pressure on their bite long enough to inject the necessary venom into their prey.

CobraSkullLabel
Death adder’s skull (Acanthophis sp.), and Australian elapid

This kind of teeth is characteristic of the Elapidae family, which includes cobras and sea snakes. The members of this family have venoms most of which consist in neurotoxin (toxins that destroy the nervous system), and are amongst the most venomous of all vertebrates.

Mozambique-Spitting-Cobra
Mozambique spitting cobra (Naja mossambica)

Also, some elapids of the Naja genre are known as spitting cobras, because their anterior fangs are modified and present orifices which allow them to spray their venom with the contraction of muscles of their venomous gland.

SOLENOGLYPH (pipe grooved)

This is the most evolved form and it is exclusively found in the members of the Viperidae family. In these species the maxilla is extremely reduced and serves as the support to a pair of hollow fangs which can make up to half the skull’s length.

Rattle Snake Skull, Poison Exhibit
Rattlesnake’s skull (Crotalus sp.)

These fangs are usually folded against the roof of the mouth but can articulate with the rest of the cranium when the mouth is opened up to 180 degrees to bite. This allows vipers to penetrate their fangs deeper into their prey and inject large quantities of venom, which being usually less powerful than the one of proteroglyphous snakes, in large quantities can be lethal.

Puff-Adder_682_731083a
Puff adder (Bitis arietans), showing how fangs articulate with the cranium

Intern taxonomy of the different snake groups is based on many different anatomic characteristics. The classification presented here only refers to the dentition and jaw structure, and that may not be directly correlated to the evolutionary relationships between different families. For example, inside the Colubridae family (family which includes two-thirds of the extant snake species), we can find species with aglyphous, opisthoglyphous and proteroglyphous dentitions, even though the proteroglyph type is characteristic of the Elapidae family, where it has evolved independently.

REFERENCES

The following sources have been consulted in the elaboration of this entry:

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

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.

SERPS: ENSENYA’M LES DENTS I ET DIRÉ QUI ETS

La publicació d’aquesta setmana tracta sobre les serps, uns animals que des de l’antiguitat han provocat en l’ésser humà una antipatia molt intensa. Un dels principals motius pel qual les serps es troben tant arrelades al subconscient humà és per el perill que presenten degut a que moltes espècies presenten glàndules verinoses connectades a ullals especialitzats. Tot i que la majoria d’espècies són innòcues per l’ésser humà, això no treu que aquests animals posin els pèls de punta a més d’una persona.

Els ullals verinosos aparegueren com a una modificació de dents maxil·lars. Segons el grau d’especialització de la mandíbula i d’aquests ullals, les diferents espècies de serps es poden classificar en quatre grans grups.

ÀGLIF (absència de solcs):

Python reticulatus3 (5)
Crani de pitó reticulada (Python reticulatus)

Aquesta és la condició més primitiva, on les dents són sòlides, sense solcs ni ullals especialitzats en la injecció de verí. Aquesta dentició és la menys especialitzada, i es troba en molts grups de serps, des de les grans boes i pitons, com les primitives serps excavadores dins de l’infraordre Scolecophidia, i fins a algunes espècies de la gran família Colubridae. Les dents en aquest grups solen  tenir totes la mateixa forma i generalment la mateixa mida. Normalment es sol associar aquesta dentició amb espècies no verinoses, tanmateix algunes serps àglifes si que presenten verí, tot i que normalment no solen ser mortals per l’ésser humà.

OPISTÒGLIF (solcs posteriors):

Aquestes serps posseeixen verí injectat mitjançant uns ullals especialitzats que es troben a la part posterior de la maxil·la, que apunten enrere i presenten uns solcs que canalitzen les toxines cap a la puntade la dent. Per a injectar correctament el verí aquestes serps es veuen obligades a moure la presa fins al fons de la boca, cosa difícil si la presa és de mida considerable.

68nigrifutand
Crani de serp gat de cap negre (Boiga nigriceps), un colúbrid del Sud-est Asiàtic

Aquesta forma de dentició es troba entre diferents membres de la extensa família Colubridae, dins de la qual ha evolucionat dues vegades de manera independent.

Lampropeltis_getula_brooksi_cb2011_male_G1_ed
Serp reial comuna (Lampropeltis getula), colúbrid dels EEUU

Tot i que la majoria de serps opistòglifes són inofensives per l’ésser humà (ja que els ullals es troben molt enrere de la boca i no solen ser molt grans) algunes espècies poden arribar a ser mortals, com ara la “boomslang” (Dispholidus typus) i les colobres del gènere Thelotornis, ja que aquestes ataquen amb la boca molt oberta (fins a 170 graus d’obertura per a poder clavar amb fermesa els ullals verinosos) i produeixen unes hemotoxines  molt potents contra les quals no s’ha desenvolupat encara cap antitoxina eficaç.Les hemotoxines són toxines que degraden els glòbuls vermells col·lapsant així el sistema circulatori, i provocant necrosi als teixits del voltant.

PROTERÒGLIF (solcs anteriors):

En aquestes espècies els ullals verinosos es troben davant en la boca i solen ser força curts.Per això aquestes serps han de pressionar momentàniament la mossegada per a injectar suficient quantitat de verí.

CobraSkullLabel
Crani d’escurçó de la mort (Acanthophis sp.), animal de nom enganyós, ja que no és un escurçó sinó un elàpid australià

Aquest tipus de dentició és característica de la família Elapidae que inclou a les cobres i serps marines. Els membres d’aquesta família presenten verins principalment en forma de neurotoxina (toxines que inutilitzen al sistema nerviós), i es troben entre els més potents de tots els vertebrats.

Mozambique-Spitting-Cobra
Cobra escopidora de Moçambic (Naja mossambica)

A més, diferents elàpids del gènere Naja, se’ls coneix com a cobres escopidores, ja que han modificat els seus ullals els quals presenten uns orificis que disparen el verí al contraure els músculs de les glàndules verinoses.

SOLENÒGLIF (solcs en tub):

Aquesta és la forma més evolucionada i es troba exclusivament en la família Viperidae. En aquestes, el maxil·lar superior es troba reduït i serveix de suport a un únic parell d’ullals amb un conducte interior, els quals poden arribar a mesurar la meitat de la longitud del crani.

Rattle Snake Skull, Poison Exhibit
Crani de serp de cascavell (Crotalus sp.)

Aquesta és la forma més evolucionada i es troba exclusivament en la família Viperidae. En aquestes, el maxil·lar superior es troba reduït i serveix de suport a un únic parell d’ullals amb un conducte interior, els quals poden arribar a mesurar la meitat de la longitud del crani.Aquests ullals es troben normalment plegats sobre el sostre de la cavitat bucal, tot i que poden articular-se respecte a la resta del crani quan obren la boca fins a 180 graus per a mossegar. Això fa que clavin els ullals molt profundament i que injectin grans quantitats de verí, que tot i no ser tant potent com el de les serps proteroglifes, en gran quantitats pot ser mortal.

Puff-Adder_682_731083a
Escurçó bufador (Bitis arietans), mostrant com s’articulen els ullals amb el crani

La taxonomia interna de les diferents famílies de serps es basa en multitud de caràcters anatòmics diferents. La classificació que aquí he presentat només fa referència a la forma de la seva dentició, i no està correlacionada directament amb les relacions evolutives entre els diferents grups. Per exemple, dins de la família Colubridae (família que inclou a dos terços de les serps actuals) trobem espècies amb denticions àglifes, opistòglifes i proteròglifes. Tot i així, la forma proteròglifa és característica de la família Elapidae, on també hi va evolucionar de forma independent.

Referències:

S’han consultat les següents fonts per a elaborar els continguts d’aquesta entrada:

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