Monstruos y dragones: Lagartos venenosos

Cuando pensamos en animales venenosos la mayoría de gente piensa en los mismos animales. Arañas, escorpiones y serpientes son los primeros que nos vienen a la cabeza, aunque también hay anfibios, peces y mamíferos venenosos. Aunque las serpientes son los reptiles venenosos más conocidos, con el paso del tiempo se ha visto que no son el único grupo que presenta glándulas venenosas y que muchos otros reptiles también pueden inyectar veneno. En esta entrada daremos a conocer los saurios venenosos menos conocidos e intentaremos explicar su relación con las serpientes.

EVOLUCIÓN DEL VENENO EN REPTILES

Todo el mundo está familiarizado con las capacidades tóxicas de las serpientes. Tradicionalmente se ha creído que el veneno evolucionó independientemente en los diferentes grupos de serpientes venenosas (colúbridos, elápidos y vipéridos) y en una familia de lagartos (los helodermátidos). Aun así, esta visión ha ido cambiando con el tiempo y con el descubrimiento de otras especies de escamosos venenosos.

El veneno de muchos animales es útil tanto para el desarrollo de antídotos, como para la investigación de analgésicos y otros medicamentos. Foto de la extracción de veneno de una víbora gariba (Echis carinatus), de Kalyan Varma (Imagen bajo licencia GNU).

Actualmente se ha comprobado que hay muchas especies de saurios que presentan glándulas y órganos capaces de inyectar veneno, además de muchos otros con material genético relacionado con la producción de veneno (aunque no sean venenosos). Esto ocurre, por ejemplo, en muchas serpientes y lagartos aparentemente no venenosos que retienen material genético asociado a la síntesis de veneno, cosa que ha hecho que muchos científicos agrupen a estos reptiles en un clado común llamado Toxicofera, “portadores de toxinas”.

Este nuevo clado agrupa a diferentes grupos de escamosos que se cree tuvieron un antepasado común venenoso. Estos grupos son:

• Ophidia: Ofidios, las serpientes.

Serpiente lobo de la India (Lycodon aulicus), ejemplo de ofidio. Foto de Shantanu Kuveskar.

• Iguania: Iguanas, agamas y camaleones.

Basilisco marrón (Basiliscus vittatus), ejemplo de iguanio. Foto de Steve Harbula.

• Anguimorpha: Varanos, luciones y otros.

Varano sordo de Borneo (Lanthanotus borneensis), ejemplo de anguimorfo. Foto de Kulbelbolka.

Aunque la mayoría de iguanios y anguimorfos actuales no presentan veneno, la teoría de los Toxicofera propone que muchas especies habrían perdido la capacidad de inyectar veneno secundariamente.

A continuación, os presentamos algunos de los saurios venenosos menos conocidos.

MONSTRUOS DEL NUEVO MUNDO

Los escamosos venenosos más conocidos son los anguimorfos de la familia Helodermatidae. Desde su descubrimiento se supo que estos lagartos eran venenosos, ya que presentan un par de glándulas productoras de venenos en la mandíbula inferior y varios pares de dientes con surcos parecidos a los de las serpientes venenosas, con los cuales inyectan el veneno.

Cráneo de helodermátido, en el que observamos los afilados dientes con los que inyectan el veneno. Imagen de Heloderma.net.

Los helodermátidos son animales carnívoros que se alimentan de pequeños mamíferos, pájaros, lagartos, anfibios, invertebrados, huevos de diferentes animales y carroña. Teniendo en cuenta su dieta generalista y que sus presas son relativamente inofensivas, se cree que el veneno de estos reptiles apareció como un método defensivo, más que como estrategia de caza.

Foto de Walknboston de un monstruo de Gila (Heloderma suspectum), en la que vemos su coloración negra y amarilla con la que avisa a sus depredadores de su toxicidad (coloración aposemática).

El monstruo de Gila y el lagarto moteado mexicano (Heloderma horridum) son animales lentos y por lo tanto no son peligrosos para los seres humanos. Aun así, su popularización como mascotas exótica ha tenido como consecuencia algunos casos de mordiscos. El mordisco del monstruo de Gila provoca un dolor agudo y ardiente, edema local, debilidad, desmayos y náuseas. Aunque la herida suele sangrar bastante, esto no se debe a ningún tipo de sustancia anticoagulante, sino a los afilados dientes de los helodermátidos y al hecho de que para inyectar el veneno tienen que masticar con fuerza al agresor, provocando heridas profundas.

EL DRAGÓN BARBUDO

Los saurios del género Pogona son iguanios de la familia Agamidae. Estos reptiles originarios de Australia se conocen como dragones barbudos por las espinas que presentan en la garganta. Aunque están adaptados a ambientes áridos, la temperatura ambiental puede afectar al sexo de sus crías.

Foto de un dragón barbudo del este, en la que vemos el interior de su boca de color amarillo. ¿Nos estará intentando avisar de algo con esta coloración? Foto de Matt.

Los dragones barbudos son animales inofensivos, pero existe una especie con una arma secreta. El dragón barbudo del este (Pogona barbata) es un lagarto venenoso, mientras que el resto de reptiles venenosos solo presenta un par de glándulas venenosas, el dragón barbudo del este presenta dos pares: dos en la mandíbula superior y dos en la inferior.

Sección transversal de la boca de un dragón barbudo del este, donde se ven las glándulas venenosas incipientes tanto de la mandíbula superior (mxivg) como de la inferior (mnivg). Imagen extraída de Fry, Vidal et al.

El veneno generado es poco potente (en seres humanos solo provoca una ligera hinchazón) y las glándulas se consideran vestigiales. Aun así, según la teoría de los Toxicofera las glándulas del dragón barbudo nos muestran la forma primitiva que habrían presentado las glándulas del primer reptil toxicófero, el cual habría presentado dos pares de glándulas venenosas en vez de un par como la mayoría de escamosos venenosos actuales.

LOS GRANDES VARANOS

Todo el mundo ha oído hablar de los varanos (anguimorfos de la familia Varanidae). Hay centenares de documentales sobre el dragón de Komodo, en los cuales se nos explica que estos animales tienen tal cantidad de bacterias en la boca, que su mordisco provoca una infección suficiente para acabar con la vida de un buey adulto. Aun así, estudios recientes han demostrado que la pobre higiene bucal de los varanos no es lo que provoca la muerte de sus víctimas.

Varano gigante australiano o “perentie” (Varanus giganteus) un varánido típico, con cuello largo, patas robusta, metabolismo activo y sentidos desarrollados. Foto de Bernard Dupont.

Aunque hay tres especies frugívoras, el resto son carnívoros obligados. Siempre se ha dicho que las bacterias de la boca de los varanos son lo que provoca la muerte de sus presas, aunque no haya ningún estudio que lo corrobore. De hecho, en diversos estudios se ha visto que las bacterias de la saliva de los varanos no difieren mucho de las de la saliva de otros reptiles no carnívoros.

Foto donde vemos la temida saliva de los varanos, concretamente de un varano acuático (Varanus salvator). Imagen de Lip Kee.

En un estudio, se vio que varias especies de varanos presentaban glándulas venenosas en la mandíbula inferior. Estas glándulas son de las más complejas de entre todos los reptiles venenosos. En el caso del dragón de Komodo, son glándulas compuestas, con un gran compartimento posterior y cinco pequeños compartimentos anteriores. Estos compartimentos presentan conductos que llevan el veneno hasta aperturas entres los dientes.

Aunque los varánidos están estrechamente emparentados con las serpientes (comparten, por ejemplo, la lengua bífida) éstos no presentan los surcos en los dientes, característicos de los ofidios venenosos y de los helodermátidos. Esto se debe a que, en vez de inyectar el veneno directamente, los varanos utilizan sus dientes aserrados para abrir una gran herida a sus presas, a través de la cual entrará el veneno al organismo.

Cráneo de megalania (Varanus priscus) en el que vemos los dientes sin surcos. Este varano extinto de más de 5 metros de largo, fue el animal venenoso más grande conocido. Steven G. Johnson.

La utilidad del veneno en los varanos depredadores está respaldada por la gran cantidad que producen. En las serpientes constrictoras que no utilizan veneno, los genes que codifican para la síntesis de veneno están atrofiados por la gran cantidad de energía que se gasta en producirlo. Los varanos en cambio, secretan mucho veneno con la mínima estimulación de sus glándulas. Este veneno tiene componentes anticoagulantes que evitan que la herida se cierre, y también produce un choque cardiovascular en el animal por la disminución de la presión sanguínea.

Grupo de varanos de Komodo (Varanus komodoensis) devorando un cerdo recién cazado. Imagen extraída de Bull, Jessop et al.

Aunque aún no sabemos seguro si el antepasado común de estos animales era venenoso, ni si el veneno apareció independientemente en las diferentes familias, la relación de los diferentes miembros del clado Toxicofera ha sido respaldada por análisis filogenéticos posteriores. Lo que está claro es que el veneno es una arma muy potente en la lucha por la supervivencia y que, aunque las serpientes son los reptiles venenosos más numerosos, muchas otras especies de escamosos se han beneficiado del uso de las toxinas, tanto para defenderse como para someter a sus presas.

REFERENCIAS

Se han utilizado las siguientes fuentes para la elaboración de esta entrada:

• Halliday & Adler (2007). La gran enciclopedia de los Anfibios y Reptiles. Editorial Libsa.
• http://www.nature.com/nature/journal/v439/n7076/full/nature04328.html
• http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0041010114003353
• http://www.leidenuniv.nl/en/researcharchive/index.php3-c=134.htm
• http://www.heloderma.net/en/heloderma.html
• http://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0011097
• https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2690028/
• Imagen de portada de Rocío Corzo.

El mundo desde los ojos de una serpiente

Imagina que eres una serpiente. Te arrastras arras de suelo, con un cuerpo largo y delgado detrás. No tienes orejas y aunque tus ojos son grandes y están bien desarrollados, no puedes parpadear. Constantemente sacas la lengua, cosa que te informa de todo lo que ha pasado a tu alrededor, especialmente el olor del suculento ratón que llevas días buscando. Los ofidios han sufrido tantas modificaciones corporales que sus sentidos han tenido que adaptarse a su estilo de vida. Con más de 3.000 especies actuales de serpientes es difícil generalizar, pero en esta entrada explicaremos algunas de las adaptaciones sensoriales más curiosas de los ofidios actuales, intentando arrojar algo de luz al mundo de estos animales tan fascinantes e injustamente tratados.

OLFATO: PROBANDO EL AIRE

Uno de los sentidos más desarrollados de los ofidios es el olfato. Es sabido que las serpientes utilizan la lengua para oler el aire y detectar sustancias químicas. Antes se creía que las serpientes sólo utilizaban la lengua para oler y que el epitelio nasal solo servía para activar este mecanismo. Ahora sabemos que las serpientes huelen utilizando tanto la nariz como la lengua, aunque ésta les es más útil en determinadas situaciones.

Imagen de microscopio de un corte transversal del cráneo de una serpiente, en la que se ve el epitelio olfativo, tanto de la cavidad nasal como del órgano vomeronasal. Imagen de Elliott Jacobson.

Las serpientes prueban el aire mediante la lengua y el órgano vomeronasal u órgano de Jacobson. Este órgano no es exclusivo de las serpientes, ya que se encuentra también en otros lagartos, algunas salamandras y en muchos mamíferos. El órgano vomeronasal sirve para detectar sustancias químicas no volátiles (que necesitan contacto directo con el epitelio para ser detectadas) como por ejemplo feromonas o el rastro de una presa.

Esquema de la posición del órgano vomeronasal. Éste se forma durante el desarrollo embrionario a partir de la cavidad nasal y tiene una apertura al paladar. Imagen de Fred the Oyster.

La inconfundible lengua bífida de las serpientes está muy especializada en transportar partículas al órgano vomeronasal. Ésta presenta un seguido de papilas o depresiones (dependiendo de la especie) microscópicas que ayudan a la captación y retención de partículas olorosas. Después lleva esta información hasta el paladar, donde entra en contacto con el órgano vomeronasal.

Los varanos (parientes de las serpientes) también presentan una lengua bífida que les permite oler el aire. Foto de un varano acuático (Varanus salvator) en la India, de Dibyendu Ash.

Las serpientes sacan la lengua al aire o contra alguna superficie para recoger “muestras químicas” del ambiente. Además, se cree que el hecho de que la lengua sea bífida les sirve para detectar mejor la dirección de donde viene el estímulo, ya que la información que obtienen de cada punta de la lengua va a una de las dos cavidades del órgano vomeronasal y viaja hasta el cerebro por vías separadas.

Foto de una culebra de collar (Natrix natrix) sacando la lengua para probar el aire. Imagen de WikiImages.

Las serpientes utilizan esta información química para rastrear presas, buscar pareja y detectar el estado reproductor de otro individuo. Además, en un artículo reciente se ha estudiado como las serpientes (gracias a su sentido del olfato) eran capaces de reconocer a sus hermanos y familiares, escogiéndoles ante un desconocido para compartir sus refugios de hibernación.

OÍDO: ESCUCHAR SIN OÍDOS

El oído es uno de los sentidos menos desarrollados de los ofidios. La falta de oído externo hizo que durante mucho tiempo se pensase que las serpientes eran sordas. Aun así, recientemente se ha comprobado que las serpientes sí que tienen diferentes métodos para detectar diferentes tipos de vibraciones.

Retrato de una pitón de la India (Python molurus) en el que se ve claramente la ausencia de oído externo. Foto de Holger Krisp.

Como ya comentamos en una entrada anterior, las serpientes no presentan ni oído externo ni tímpanos. Aun así, sí que presentan todos los elementos del oído interno característicos de los tetrápodos. Lo que cambia es el método de transmisión de los estímulos vibracionales, que en los ofidios se lleva a cabo mediante un hueso llamado columella.

Esquema del aparato auditivo de una serpiente cualquiera. Imagen de Dan Dourson.

La columella es un pequeño hueso largo y delgado que está atado mediante ligamientos y tejidos cartilaginosos a la parte posterior de la mandíbula superior y se articula con la mandíbula inferior. Las serpientes tienen una a cada lado del cráneo y realizan una función equivalente a los estribos (huesos del oído medio de los mamíferos). Las columellas están completamente envueltas de tejidos de manera que las vibraciones, tanto aéreas como terrestres o acuáticas, son transmitidas a estos huesos, los cuáles se encuentran en contacto con el líquido del oído interno.

Aun así, la sensibilidad de las serpientes a las ondas aéreas es bastante limitada. Por ejemplo, mientras que los seres humanos podemos oír vibraciones aéreas de entre 20 y 20.000 Hz, las serpientes sólo detectan vibraciones entre los 50 y 1.000 Hz. Aún y teniendo un rango auditivo tan limitado, en algunas especies de serpientes se ha visto que el aparato auditivo puede recibir estímulos vibratorios de cualquier parte del cuerpo, ya que éstos se transmiten a través de los tejidos hasta las columellas.

Las serpientes acuáticas como la anaconda (Eunectes murinus) pueden detectar con todo el cuerpo los sonidos de animales moviéndose bajo el agua. Foto de Ddouk.

Aún con las limitaciones que tienen para detectar ondas aéreas, lo que se les da mejor es detectar vibraciones provenientes del suelo o del agua. La mayoría de serpientes pueden detectar con gran precisión la vibración causada por los pasos de una presa apoyando la mandíbula inferior (que está en contacto con las columellas) al sustrato.

La víbora cornuda arábica (Cerastes gasperettii) es una serpiente que vive en desiertos arenosos, donde el terreno permite una gran transmisión de vibraciones terrestres. Imagen de Zuhair Amr.

VISTA: LUZ Y COLOR

Los ojos de las serpientes no difieren mucho de los del resto de vertebrados terrestres. Pero sí que tienen algunas características especiales, debido seguramente a sus orígenes subterráneos o subacuáticos. La mayoría de científicos creen que las serpientes por decirlo de algún modo, tuvieron que “reinventar sus ojos”.

Los ofidios más  primitivos, como esta serpiente ciega europea (Typhlops vermicularis), tienen ojos pequeños y poco desarrollados. Imagen de Kiril Kapustin.

La estructura del ojo es prácticamente igual que en el resto de tetrápodos. Una diferencia es el método de enfoque que, mientras que en el resto de tetrápodos el ojo enfoca cambiando la curvatura del cristalino, las serpientes enfocan moviendo el cristalino adelante y atrás. Además, mientras que casi todos los vertebrados terrestres tienen párpados que protegen el ojo, las serpientes tienen una escama ocular transparente que se renueva cada vez que mudan de piel.

Víbora ratonera (Pantherophis obsoletus) a punto de mudar de piel, momento en que la escama ocular se ve opaca. Foto de Bob Warrick.

Dependiendo del estilo de vida de la serpiente su visión presenta adaptaciones diferentes, aunque en la mayoría de especies la retina presenta tanto bastones (sensibles en condiciones de poca luz) como conos (permiten ver los detalles y el color). Las serpientes subterráneas más primitivas presentan ojos bastante simples, con sólo bastones que les permiten diferenciar la luz de la oscuridad. En cambio la mayoría de serpientes diurnas presentan pupilas redondas con conos y bastones.

Muchas serpientes arborícolas como esta serpiente látigo verde (Ahaetulla nasuta) presentan pupilas horizontales que les permiten aumentar su campo de visión, haciendo que puedan calcular mejor las distancias entre rama y rama. Foto de Shyamal.

Aparte de la luz visible, algunas serpientes pueden ver otras longitudes de onda. Los crótalos y algunos pitonomorfos (pitones y boas) pueden detectar la radiación infrarroja, pudiendo ver la signatura térmica de su alrededor. Esto les resulta extremamente útil para detectar las presas en condiciones de poca luz, ya que pueden percibir su calor corporal.

Fotos de una pitón y un crótalo donde se señalan tanto las narinas (flechas negras) como las cavidades termorreceptoras (flechas rojas). Imagen de Serpent nirvana.

Esto lo consiguen mediante las cavidades termorreceptoras, unas cavidades que han aparecido independientemente en los crótalos y en los pitonomorfos. Mientras que los crótalos sólo presentan un par de fosetas loreales a ambos lados del hocico, los pitonomorfos presentan varias fosetas labiales en el labio superior o en el inferior. Aunque tienen menos, las de los crótalos son más sensibles que las de las pitones.

Esquema de la estructura de la cavidad termorreceptora de un crótalo. Ésta presenta una membrana sensible a los cambios de temperatura, detrás de la cual hay una cámara con aire y nervios sensibles al calor. Este aire se dilata con los incrementos de temperatura y activa el nervio trigémino. Imagen de Serpent nirvana.

Estas fosetas son extremadamente sensibles y pueden detectar cambios de temperatura de hasta 0,001°C. El nervio trigémino llega al cerebro vía el tectum óptico, haciendo que la imagen detectada por los ojos se superponga con la imagen infrarroja de las fosetas. Ésto hace que estas serpientes detecten tanto la luz visible (como nosotros) como la radiación infrarroja, de una forma que a nosotros nos resulta imposible de imaginar.

Vídeo de BBCWorldwide en el que se nos explica como una cascabel de los bosques (Crotalus horridus) utiliza su detección de la radiación infrarroja para cazar una rata en la oscuridad.

Como habéis visto, las serpientes perciben el mundo de forma muy diferente a la nuestra. Las serpientes no dejan indiferente a nadie y, de la misma forma que distintas personas ven a las serpientes de formas diferentes, las diferentes especies de ofidios presentan adaptaciones diferentes y diversas para percibir el mundo que les rodea. Esperemos que con esta entrada hayáis podido entender un poco mejor el increíble mundo en el que viven las serpientes.

REFERENCIAS

Las siguientes fuentes han sido consultadas durante la elaboración de esta entrada:

• Harvey B. Lillywhite (2014). How snakes work. Structure, function and behaviour of the world’s snakes. Oxford University Press.
• Halliday & Adler (2007). La gran enciclopedia de los Anfibios y Reptiles. Editorial Libsa.
• Masó & Pijoan (2011). Anfibios y Reptiles de la Península Ibérica, Baleares y Canarias. Ediciones Omega.
• http://news.nationalgeographic.com/news/2004/02/0223_040223_rattlesnakes.htmlutm_content=buffer44d50&utm_medium=social&utm_source=facebook.com&utm_campaign=buffer
• Imagen de portada de Bernard Dupont.