12 noviembre 2019

Venenos y batracios

En el mundo de los vertebrados se conocen numerosos ejemplos de animales venenosos. Diversas especies de peces, anfibios y reptiles, incluso algunos casos confirmados en mamíferos (musarañas, topos y loris perezosos) han sido citados como venenosos. Pero no se conocía ninguna especie en el mundo de las aves hasta que en 1989, el joven becario de la universidad de Chicago John Dumbacher se quedó sorprendido por el efecto irritante que le provocó la manipulación de un pájaro negro y anaranjado, un pitohuí encapuchado (Pitohui dichrous). 

Pitohui dichrous. Dibujo de Olivia Eliash Delano

Lo liberó con sus manos de una red de captura en una zona boscosa de Papúa Nueva Guinea. Intrigado por esa especie de urticaria animal, Dumbacher recolectó plumajes de varios ejemplares de pitohuíes en la siguiente expedición a la zona. De vuelta a su país, contactó con el John Daly, un farmacólogo del National Institute of Health que había trabajado años atrás en la descripción y caracterización de las toxinas de varias especies de anfibios y reptiles.

Variedades de ranas "dardo" Phyllobates terribilis

Tras un minucioso estudio de laboratorio, Daly halló que el plumaje de estos pájaros contenía batracotoxina, el veneno responsable de la toxicidad de unos pequeños batracios denominados ranas “dardo” (Phyllobates terribilis) y endémicos de la selva húmeda de Colombia y Panamá, a más de 15.000 km de distancia del hábitat de los pitohuíes. Estos anfibios están considerados como uno de los vertebrados más venenosos del mundo. Su piel está impregnada de un alcaloide que altera la liberación del acetilcolina en la placa neuromuscular y provoca contracción muscular tetánica, parálisis de los músculos respiratorios y muerte por paro respiratorio. El veneno presente en la piel de una rana es suficiente para matar a 15 personas. De hecho, los nativos de la selva colombiana impregnan sus flechas en la piel de estos pequeños anfibios para hacerlas más letales, costumbre que ha dado origen a su nombre (“dardo”).

Pitohui dichrous
Dumbacher y Daly habían descubierto el primer caso de existencia de neurotoxinas en aves. El hallazgo fue publicado en el número de octubre de 1992 de la revista Science, que le dedicó además su imagen de portada. En la piel y el plumaje de los pitohuíes, sin embargo, la concentración de este alcaloide es mucho menor que en los batracios, por lo que su efecto en humanos se limita a episodios de irritación en la piel y ojos, picor y adormecimiento en la boca. Actualmente se conoce su presencia en el plumaje de tres especies, todas habitantes de Papúa Nueva Guinea: Pitohui dichrous, Pitohui kirhocephalus e Ifrita kowaldi. También se han descubierto trazas de esta toxina en el picanzo chico (Colluricincla megarhyncha), un paseriforme que vive en Nueva Guinea y Australia.

Pitohui kirhocephalus (izquierda) e Ifrita kowaldi (derecha)

Una cuestión interesante es investigar cómo se obtiene el veneno. Desde los primeros análisis se supo que aunque la batracotoxina está mucho más concentrada en la piel y las plumas, también está presente en los órganos internos como los músculos, el corazón y la glándula uropigial. Este hecho descarta la vía tópica como origen de la toxicidad, es decir, que las aves sinteticen el veneno por sí mismas y lo transfieran a los órganos depositarios. De modo que, o bien, los pitohuíes lo consiguen de una fuente externa (una planta o un fruto, por ejemplo) o lo ingieren de forma regular a través de la dieta.

Colluricincla megarhyncha
Cuando Daly estudió las batracotoxinas de las ranas “dardo”, descubrió que si éstas eran criadas en cautividad y alimentadas con una dieta de termitas y gusanos de la harina, perdían su carácter venenoso. Esto parecía sugerir que el origen del tóxico estaba en algún componente de la dieta que estos anfibios sólo encontraban en su hábitat natural. Al analizar el contenido del buche y la molleja de varios pitohuíes e ifritas se encontraron restos de escarabajos Choresine. Los investigadores recolectaron ejemplares de varias especies de estos pequeños insectos y confirmaron la presencia de batracotoxinas en ellos. La hipótesis de que estos escarabajos pudieran ser la fuente de las toxinas entró en escena con fuerza. De hecho, los nativos de la selva de Papúa llaman “nanisani” a los coleópteros Choresine porque  causan picor y escozor si entran en contacto con la piel o las mucosas.

Choresine pulchra
Además, aunque los pitohuíes incluyen una cierta proporción de semillas en su dieta, los ifrita son estrictamente insectívoros, lo que reforzaría la hipótesis de que son los escarabajos y no un vegetal la fuente de toxinas de estas aves. La posibilidad de que también las ranas “dardo” obtengan toxinas de coleópteros afines no ha sido probada debido a la enorme dificultad del trabajo de campo en Colombia.

Es posible que la batracotoxina cumpla una doble función insecticida y antidepredatoria a las aves que la portan, es decir, que las proteja de ciertos ectoparásitos (como los malófagos) y que actúe como defensa frente a sus depredadores, de hecho los cazadores locales aborrecen y evitan capturar cualquiera de estas aves. Además, las plumas cobertoras del pecho y vientre son las que tienen mayor concentración de toxina. Este tipo de plumón desprende pequeñas partículas cuando el ave mueve o cuando se toca su plumaje, lo que provoca que la toxina se disperse por el aire y sea inhalada por un potencial depredador. Además, este plumón está en contacto directo con la puesta durante la incubación, impregnando los huevos de toxina y protegiéndolos de predadores de nidos.

En Biología, la antítesis del mimetismo o camuflaje se conoce como aposematismo. Etimológicamente el término significa “señal de advertencia”. Es un fenómeno más habitual en animales que en plantas, y se hace visible mediante el desarrollo de defensas potentes (aguijones, colmillos) o por la aparición de sabores desagradables, repelentes. El objetivo es ahuyentar a un potencial depredador. Es común en artrópodos, anfibios y reptiles. En estos animales, la exhibición de colores vivos, rojos, naranjas o amarillos sobre fondos oscuros anuncia su condición de venenosos y advierten del peligro a sus depredadores.

En 1940, el zoólogo inglés Hugh Cott publicó un interesante estudio titulado  Coloración adaptativa en animales, un texto de 500 páginas sobre camuflaje, coloración de advertencia y mimetismo. Reunió información de decenas de especies y encontró una clara correlación negativa entre el colorido del plumaje de una especie y la palatabilidad de su carne, es decir, aquellas aves que exhiban un plumaje más llamativo serían las menos apreciadas por los depredadores. Sugirió que en muchas de esas especies el color de su plumaje podría haber evolucionado no tanto como ornamento sexual, sino como una señal aposemática. Los colores llamativos estarían advirtiendo a los depredadores del carácter tóxico del individuo, exactamente como ocurre en muchos insectos, peces o reptiles venenosos.

Distribución de Pitohui dichrous, Pitohui kirhocephalus y Pitohui uropygialis  

El género Pitohui tiene cuatro especies endémicas de Nueva Guinea e islas próximas. El pitohuí encapuchado (Pitohui dichrous) exhibe colores muy brillantes, con el vientre rojo anaranjado y la cabeza negro azabache. Por su parte, el pitohuí variable norteño  (Pitohui kirhocephalus) tiene distintos patrones de plumaje según razas geográficas, y al menos dosde ellos son muy parecidos al pitohuí encapuchado, siguiendo un esquema de mimetismo mutuo en el que especies peligrosas obtienen ventaja al compartir características que los potenciales depredadores quieren evitar. Este tipo de mimetismo se denomina mülleriano, y ocurre cuando la forma y coloración es compartida por especies venenosas o repelentes. Es habitual en algunos grupos de insectos, como en avispas, pero prácticamente desconocido en aves. La pareja de especies dichrous/kirhocephalus podría ser un buen ejemplo en ornitología.

Carl Sagan
Algunos investigadores sugieren que el género Pitohui es en realidad un grupo polifilético, es decir, que las especies que lo forman no pertenecen a un tronco evolutivo común sino que han sido agrupadas de forma artificial por los taxónomos. Si esto fuera cierto, indicaría que la toxicidad ha aparecido de manera independiente varias veces en la historia evolutiva de las aves, y podría estar presente en otras familias u órdenes de aves aún no conocidos. Se necesita más investigación en este campo. Hay que recordar aquí la acertada frase del genial Carl Sagan cuando se refería a la existencia de vida extraterrestre: “la ausencia de evidencia no implica evidencia de ausencia”.

José Antonio López Isarría