martes, 30 de marzo de 2010
A puntito de acabarlo. Ueee Ueee
Xicos, que esto ya esta xupado. Ahora a pasar unas buenas pascuas. Un besito y a disfrutar. Un besito a todos
jueves, 25 de marzo de 2010
Equinodermos
Equinodermos
Introducción
Los equinodermos es un filo dentro de los animales deuterostomos. Animales invertebrados marinos de vida libre de simetría bilateral durante la fase larvaria y en adultos tienen simetría corporal pentamérica (cinco partes alrededor de un eje central). Bajo la piel, poseen un esqueleto calcáreo que proyecta espinas y protuberancias. Se divide en 5 clases: Holoturoidea (pepinos de mar u holoturios), Asteroidea (estrellas de mar), Ophiuroidea (ofiuros), Crinoidea (lirios y plumas de mar) y Echinoidea (erizos de mar).
Los erizos de mar no solo poseen púas con las cuales pueden punzar, sino que también pueden inocular sustancias venenosas. Su aparato ponzoñoso puede se de dos tipo
• Como sucede en la sp. Asthenosoma varium que tienen entre las espinas principales otras secundarias que están rodeadas por un pequeño saco que contiene veneno.
• O como sucede en la Toxopneustes pileolus que tienen entre sus púas habituales unos órganos llamados pedicelarios globíferos que terminan en tres valvas, cada una de las cuales tiene un pequeño diente asociado a un conductillo y a una glándula venenosa situada en la base del pedicelario.
((((( foto)))))
El veneno de los erizos de mar esta compuesto por glicoides, serotonina y sustancias de acción similara a la de la acetilcolina.
Otras especies como: Holothuria, Stichopus, Cucumaria descargan un fluido espumosa situadas en la pared de su cuerpo. Este fluido contiene una sustancia llamada holoturina, la cual esta compuesta por saponinas y glucósidos. El mal sabor de la holoturina quizás explique que las lentas y perezosas holoturias tengan muy pocos depredadores y que sean abundantes en los fondos arenosos.
En concreto las holoturias, posee en la base de los árboles respiratorios existen una serie de túbulos, llamados túbulos de Cuvier, que se cargan de líquido y son expulsados violentamente al exterior mediante la rotura de la región anal en dirección a la zona donde se encuentra el peligro; estos túbulos pueden tener una sustancia tóxica, llamada holoturina, que envuelven al predador y lo inmovilizan.
Toxinas:
• Holoturina: es un metabolito secundario originado en algunas especies de equinodermos como medio de defensa contra depredadores
((((( imagen))))
Introducción
Los equinodermos es un filo dentro de los animales deuterostomos. Animales invertebrados marinos de vida libre de simetría bilateral durante la fase larvaria y en adultos tienen simetría corporal pentamérica (cinco partes alrededor de un eje central). Bajo la piel, poseen un esqueleto calcáreo que proyecta espinas y protuberancias. Se divide en 5 clases: Holoturoidea (pepinos de mar u holoturios), Asteroidea (estrellas de mar), Ophiuroidea (ofiuros), Crinoidea (lirios y plumas de mar) y Echinoidea (erizos de mar).
Los erizos de mar no solo poseen púas con las cuales pueden punzar, sino que también pueden inocular sustancias venenosas. Su aparato ponzoñoso puede se de dos tipo
• Como sucede en la sp. Asthenosoma varium que tienen entre las espinas principales otras secundarias que están rodeadas por un pequeño saco que contiene veneno.
• O como sucede en la Toxopneustes pileolus que tienen entre sus púas habituales unos órganos llamados pedicelarios globíferos que terminan en tres valvas, cada una de las cuales tiene un pequeño diente asociado a un conductillo y a una glándula venenosa situada en la base del pedicelario.
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El veneno de los erizos de mar esta compuesto por glicoides, serotonina y sustancias de acción similara a la de la acetilcolina.
Otras especies como: Holothuria, Stichopus, Cucumaria descargan un fluido espumosa situadas en la pared de su cuerpo. Este fluido contiene una sustancia llamada holoturina, la cual esta compuesta por saponinas y glucósidos. El mal sabor de la holoturina quizás explique que las lentas y perezosas holoturias tengan muy pocos depredadores y que sean abundantes en los fondos arenosos.
En concreto las holoturias, posee en la base de los árboles respiratorios existen una serie de túbulos, llamados túbulos de Cuvier, que se cargan de líquido y son expulsados violentamente al exterior mediante la rotura de la región anal en dirección a la zona donde se encuentra el peligro; estos túbulos pueden tener una sustancia tóxica, llamada holoturina, que envuelven al predador y lo inmovilizan.
Toxinas:
• Holoturina: es un metabolito secundario originado en algunas especies de equinodermos como medio de defensa contra depredadores
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Cnidarios
Otro grupo de animales marinos venenosos que llama la atención es el de los cnidaria, también llamados celenterados o pólipos, conocidos y estudiados desde épocas remotas. Aristóteles los designó con el nombre de "akalephe", que se traduce como "ortiga de mar", y con el de "cnidos" que también significa ortiga, debido al escozor que producen en la piel humana cuando se pone en contacto con ellos.
Los nombres comunes que se aplican a estos animales son muy variados, pero la mayoría se relacionan con la acción urticante que producen sobre la piel. Así se puede mencionar el de ortigas de mar para las anémonas o actinias, el de aguasmalas para las medusas, y el de "corales de fuego" para ciertas especies coloniales que viven en los arrecifes madrepóricos de mares tropicales.
Entre las células de los tejidos que estructuran la pared del cuerpo de estos animales existen unos pequeñísimos organoides formados por una célula, para cuya observación se tiene que utilizar el microscopio, los cuales producen sustancias tóxicas urticantes que emplean para capturar sus presas y defenderse.
Estos organoides, denominados nematocisto o cnidocisto, tienen una cápsula esférica con un filamento tubular hueco que actúa como dardo ponzoñoso con el cual se inyecta la sustancia tóxica. Su número es grande y están dispuestos en grupos muy densos que se pueden comparar a verdaderas baterías, localizadas en los tentáculos que rodean a la boca. Cuando el organismo dispara, los filamentos se clavan en el cuerpo de la presa o del atacante introduciendo toxinas; posteriormente, el cnidocisto se pierde o queda produciendo otros nuevos y en número suficiente.
Figura 28. Nematocisto.
Los filamentos están armados con espinas y ganchos, estructuras que contribuyen a que su acción sea más eficaz. Las toxinas son sustancias químicas del tipo de las proteínas, que reciben el nombre de acuerdo con la acción que producen; unas causan parálisis en la presa, por lo que se llaman hipnotoxinas, y otras, por su acción irritante, son llamadas actinocongestinas.
Los corales de fuego que pertenecen a dicho grupo de animales reciben este nombre por el gran escozor que producen; sus pólipos están protegidos por un exoesqueleto calcáreo parecido al que presentan los verdaderos corales, de color amarillo brillante y con pequeños poros por donde salen los organismos armados de gran cantidad de células urticantes. Estos falsos corales son frecuentes en los arrecifes madrepóricos del Golfo de México, como los de Veracruz, litoral del Caribe y Antillas, así como en el del Atlántico Americano Tropical.
Los "sifonóforos", sorprendentes celenterados coloniales flotantes, nadan en las aguas del mar debido a pausados y elegantes movimientos y a la acción que el viento ejerce sobre su vistoso flotador, que emite reflejos rojos y azules, del cual cuelga la colonia de organismos. Entre los más notables de este grupo se encuentran las fisalias, carabelas o fragatas portuguesas, que llaman la atención por su pomposo flotador provisto de airosa cresta membranosa en forma de vela de barco. Los pólipos de la colonia presentan un filamento pescador muy largo cargado de células urticantes que producen escozor intenso en la piel humana, el cual aumenta a medida que pasa el tiempo, pudiendo causar molestias en el aparato respiratorio y en algunas ocasiones parálisis.
Las fisalias navegan orientando su cresta membranosa oblicuamente a la dirección del viento, con sus tentáculos extendidos listos para capturar sus presas, que principalmente son pececillos a los que paralizan los pólipos que abren sus bocas y empiezan a digerirlos. Es asombroso que, a pesar de ser tan tóxicos estos animales, viva con ellos un pequeño pez llamado nomeos o payaso, el cual es inmune al veneno de la fisalia; se alimenta de los restos de su alimentación y además obtiene protección.
Otro tipo de celenterados llamativos por el poder de su veneno es el de los Acalefos o Escifozoos, en el que no se incluyen las medusas, que por su tamaño son las más conocidas por la gente de mar. Su cuerpo tiene la forma de una sombrilla, denominada umbrela, con la boca en la región inferior rodeada de tentáculos con una gran cantidad de células urticantes. El 95 por ciento del peso de estos animales está formado por agua, por lo que son transparentes, y debido a esta característica y a su poder urticante se les ha llamado aguasmalas. Es interesante conocer el caso de la medusa avispa, que el año de 1984 mató a 65 personas en el norte de Australia.
Figura 29. Medusa avispa.
Cortesía de la Revista Técnica Pesquera
El tamaño de estos animales, que nadan por contracciones rítmicas de la umbrela, es generalmente de 5 a 15 centímetros, aunque algunas llegan a 60 centímetros; excepcionalmente miden dos metros de diámetro y sus tentáculos varios metros de longitud, como las cianeas, en especial las del Artico, que llegan a pesar una tonelada y sus tentáculos miden 3 metros.
Las medusas se alimentan de animales planctónicos, principalmente huevos y larvas de peces, que inmovilizan con gran habilidad; son muy voraces y engullen un número extraordinario de ellos. Ellas son atacadas por tortugas y algunos crustáceos.
El último tipo de celenterados son los Antozoos, que comprenden especies que se presentan exclusivamente con forma de pólipos de bellísimos colores, que pueden vivir solitarios o formar colonias de dimensiones sorprendentes. A este grupo pertenecen las anémonas o flores de mar, los corales blandos o plumas de mar, y los corales pétreos o madréporas que forman los llamados arrecifes.
Todos los antezoarios presentan células urticantes, pero son sin duda las anémonas o actinias las que se distinguen por su poder urticante. Estos animales son muy conocidos en las costas de todo el mundo, específicamente en los mares cálidos donde viven especies muy vistosas, ya sea a poca profundidad o alcanzando las grandes fosas oceánicas, como las que se encuentran en las aguas de Filipinas, a 10 000 metros.
Cuando las anémonas localizan una presa, extienden sus temibles tentáculos cargados de células urticantes, que disparan, y la paralizan para posteriormente llevarla a su boca e introducirla extendiendo su cuerpo, que toma una forma esférica. Digieren su alimento y expulsan después los restos, que en ocasiones son comidos por peces o crustáceos asociados a ellas.
Son muchas las especies de anémonas que se pueden admirar en todas las costas del mundo. En fondos fangosos, a pocos metros de profundidad extienden sus tentáculos vistosos y delicados los grandes "ceriantos", que están al acecho para cualquier presa que quede a su alcance. En las costas rocosas es común la "actinia pasionaria", de color rojo o púrpura, que llama la atención por esos colores y su tamaño.
Son muy interesantes por su comportamiento, ya que algunas anémonas viven asociadas a los cangrejos ermitaños, como las "adamsias", que se fijan en la concha habitada por este crustáceo que pasea orgulloso dos o tres de ellas con sus tentáculos extendidos y que le brindan protección por el poder urticante de sus toxinas.
Sin embargo, a pesar del poder tóxico de las células urticantes de las anémonas, dentro de la lucha por la existencia, también son conocidas por otros organismos que, aunque son pocos, se atreven a acercarse a ellas, como es el caso curioso del "nudibranquio moteado", pequeño molusco que carece de concha, que no sólo está inmunizado contra la toxina de la anémona, sino que la come sin sentir el efecto de los nematocistos.
Los nombres comunes que se aplican a estos animales son muy variados, pero la mayoría se relacionan con la acción urticante que producen sobre la piel. Así se puede mencionar el de ortigas de mar para las anémonas o actinias, el de aguasmalas para las medusas, y el de "corales de fuego" para ciertas especies coloniales que viven en los arrecifes madrepóricos de mares tropicales.
Entre las células de los tejidos que estructuran la pared del cuerpo de estos animales existen unos pequeñísimos organoides formados por una célula, para cuya observación se tiene que utilizar el microscopio, los cuales producen sustancias tóxicas urticantes que emplean para capturar sus presas y defenderse.
Estos organoides, denominados nematocisto o cnidocisto, tienen una cápsula esférica con un filamento tubular hueco que actúa como dardo ponzoñoso con el cual se inyecta la sustancia tóxica. Su número es grande y están dispuestos en grupos muy densos que se pueden comparar a verdaderas baterías, localizadas en los tentáculos que rodean a la boca. Cuando el organismo dispara, los filamentos se clavan en el cuerpo de la presa o del atacante introduciendo toxinas; posteriormente, el cnidocisto se pierde o queda produciendo otros nuevos y en número suficiente.
Figura 28. Nematocisto.
Los filamentos están armados con espinas y ganchos, estructuras que contribuyen a que su acción sea más eficaz. Las toxinas son sustancias químicas del tipo de las proteínas, que reciben el nombre de acuerdo con la acción que producen; unas causan parálisis en la presa, por lo que se llaman hipnotoxinas, y otras, por su acción irritante, son llamadas actinocongestinas.
Los corales de fuego que pertenecen a dicho grupo de animales reciben este nombre por el gran escozor que producen; sus pólipos están protegidos por un exoesqueleto calcáreo parecido al que presentan los verdaderos corales, de color amarillo brillante y con pequeños poros por donde salen los organismos armados de gran cantidad de células urticantes. Estos falsos corales son frecuentes en los arrecifes madrepóricos del Golfo de México, como los de Veracruz, litoral del Caribe y Antillas, así como en el del Atlántico Americano Tropical.
Los "sifonóforos", sorprendentes celenterados coloniales flotantes, nadan en las aguas del mar debido a pausados y elegantes movimientos y a la acción que el viento ejerce sobre su vistoso flotador, que emite reflejos rojos y azules, del cual cuelga la colonia de organismos. Entre los más notables de este grupo se encuentran las fisalias, carabelas o fragatas portuguesas, que llaman la atención por su pomposo flotador provisto de airosa cresta membranosa en forma de vela de barco. Los pólipos de la colonia presentan un filamento pescador muy largo cargado de células urticantes que producen escozor intenso en la piel humana, el cual aumenta a medida que pasa el tiempo, pudiendo causar molestias en el aparato respiratorio y en algunas ocasiones parálisis.
Las fisalias navegan orientando su cresta membranosa oblicuamente a la dirección del viento, con sus tentáculos extendidos listos para capturar sus presas, que principalmente son pececillos a los que paralizan los pólipos que abren sus bocas y empiezan a digerirlos. Es asombroso que, a pesar de ser tan tóxicos estos animales, viva con ellos un pequeño pez llamado nomeos o payaso, el cual es inmune al veneno de la fisalia; se alimenta de los restos de su alimentación y además obtiene protección.
Otro tipo de celenterados llamativos por el poder de su veneno es el de los Acalefos o Escifozoos, en el que no se incluyen las medusas, que por su tamaño son las más conocidas por la gente de mar. Su cuerpo tiene la forma de una sombrilla, denominada umbrela, con la boca en la región inferior rodeada de tentáculos con una gran cantidad de células urticantes. El 95 por ciento del peso de estos animales está formado por agua, por lo que son transparentes, y debido a esta característica y a su poder urticante se les ha llamado aguasmalas. Es interesante conocer el caso de la medusa avispa, que el año de 1984 mató a 65 personas en el norte de Australia.
Figura 29. Medusa avispa.
Cortesía de la Revista Técnica Pesquera
El tamaño de estos animales, que nadan por contracciones rítmicas de la umbrela, es generalmente de 5 a 15 centímetros, aunque algunas llegan a 60 centímetros; excepcionalmente miden dos metros de diámetro y sus tentáculos varios metros de longitud, como las cianeas, en especial las del Artico, que llegan a pesar una tonelada y sus tentáculos miden 3 metros.
Las medusas se alimentan de animales planctónicos, principalmente huevos y larvas de peces, que inmovilizan con gran habilidad; son muy voraces y engullen un número extraordinario de ellos. Ellas son atacadas por tortugas y algunos crustáceos.
El último tipo de celenterados son los Antozoos, que comprenden especies que se presentan exclusivamente con forma de pólipos de bellísimos colores, que pueden vivir solitarios o formar colonias de dimensiones sorprendentes. A este grupo pertenecen las anémonas o flores de mar, los corales blandos o plumas de mar, y los corales pétreos o madréporas que forman los llamados arrecifes.
Todos los antezoarios presentan células urticantes, pero son sin duda las anémonas o actinias las que se distinguen por su poder urticante. Estos animales son muy conocidos en las costas de todo el mundo, específicamente en los mares cálidos donde viven especies muy vistosas, ya sea a poca profundidad o alcanzando las grandes fosas oceánicas, como las que se encuentran en las aguas de Filipinas, a 10 000 metros.
Cuando las anémonas localizan una presa, extienden sus temibles tentáculos cargados de células urticantes, que disparan, y la paralizan para posteriormente llevarla a su boca e introducirla extendiendo su cuerpo, que toma una forma esférica. Digieren su alimento y expulsan después los restos, que en ocasiones son comidos por peces o crustáceos asociados a ellas.
Son muchas las especies de anémonas que se pueden admirar en todas las costas del mundo. En fondos fangosos, a pocos metros de profundidad extienden sus tentáculos vistosos y delicados los grandes "ceriantos", que están al acecho para cualquier presa que quede a su alcance. En las costas rocosas es común la "actinia pasionaria", de color rojo o púrpura, que llama la atención por esos colores y su tamaño.
Son muy interesantes por su comportamiento, ya que algunas anémonas viven asociadas a los cangrejos ermitaños, como las "adamsias", que se fijan en la concha habitada por este crustáceo que pasea orgulloso dos o tres de ellas con sus tentáculos extendidos y que le brindan protección por el poder urticante de sus toxinas.
Sin embargo, a pesar del poder tóxico de las células urticantes de las anémonas, dentro de la lucha por la existencia, también son conocidas por otros organismos que, aunque son pocos, se atreven a acercarse a ellas, como es el caso curioso del "nudibranquio moteado", pequeño molusco que carece de concha, que no sólo está inmunizado contra la toxina de la anémona, sino que la come sin sentir el efecto de los nematocistos.
Anélidos
El siguiente grupo de animales de interés por presentar veneno es el de los anélidos llamados también "gusanos anillados", por tener su cuerpo dividido tranversalmente por surcos.
Entre los anélidos marinos se encuentra el grupo de los poliquetos, que reciben este nombre porque su cuerpo está cubierto por cerdas quitinosas que en ocasiones son urticantes. Su movimiento lo pueden hacer por ondulaciones de su cuerpo, apoyados en las cerdas o nadando con asombrosa soltura.
Unos poliquetos se alimentan de organismos microscópicos, otros de sustancias en descomposición que se encuentran en el fango donde viven; también pueden comer presas de gran tamaño en relación con su cuerpo, como otros gusanos, moluscos, artrópodos, etcétera.
Para capturar a sus presas algunos están dotados por glándulas venenosas en la base de sus mandíbulas o en los ganchos bucales, por lo que la presa no sólo sufre los efectos de la mordida, sino también el de la ponzoña; ejemplo de esto es el "gusano glicera"
Entre los poliquetos urticantes se encuentran los "gusanos arponeadores" o "gusanos de cerdas de banderillas", que son pobladores frecuentes de mareas tropicales, localizándose en menor proporción en las templadas y frías. Su cuerpo está recubierto por cerdas quebradizas, hialinas o translúcidas, largas y dentadas como un arpón. Cuando el animal se siente amenazado, las yergue y las deja clavadas en los tejidos blandos de los atacantes, inoculando la secreción irritante que hace muy dolorosas las heridas, lo cual es un eficaz modo de defenderse.
Dentro de este filo, solo hay un caso estudiado de sistema de defensa química. Se trata del gusano marino Cirriformia tentaculata, quién posee un comjunto de los compuestos 2-n-octilpirrol sulfamato, 2-n-heptilpirrol sulfamato y 2-n-hexilpirrol sulfamato, todos sumamente inestables y en una proporción 1:2:1. Este compuesto es el segundo ejemplo de un pirrol con presencia de azufre, despues de otro también encontrar en un poliqueto, lo que evidencia su relevancia para el grupo anélido
Entre los anélidos marinos se encuentra el grupo de los poliquetos, que reciben este nombre porque su cuerpo está cubierto por cerdas quitinosas que en ocasiones son urticantes. Su movimiento lo pueden hacer por ondulaciones de su cuerpo, apoyados en las cerdas o nadando con asombrosa soltura.
Unos poliquetos se alimentan de organismos microscópicos, otros de sustancias en descomposición que se encuentran en el fango donde viven; también pueden comer presas de gran tamaño en relación con su cuerpo, como otros gusanos, moluscos, artrópodos, etcétera.
Para capturar a sus presas algunos están dotados por glándulas venenosas en la base de sus mandíbulas o en los ganchos bucales, por lo que la presa no sólo sufre los efectos de la mordida, sino también el de la ponzoña; ejemplo de esto es el "gusano glicera"
Entre los poliquetos urticantes se encuentran los "gusanos arponeadores" o "gusanos de cerdas de banderillas", que son pobladores frecuentes de mareas tropicales, localizándose en menor proporción en las templadas y frías. Su cuerpo está recubierto por cerdas quebradizas, hialinas o translúcidas, largas y dentadas como un arpón. Cuando el animal se siente amenazado, las yergue y las deja clavadas en los tejidos blandos de los atacantes, inoculando la secreción irritante que hace muy dolorosas las heridas, lo cual es un eficaz modo de defenderse.
Dentro de este filo, solo hay un caso estudiado de sistema de defensa química. Se trata del gusano marino Cirriformia tentaculata, quién posee un comjunto de los compuestos 2-n-octilpirrol sulfamato, 2-n-heptilpirrol sulfamato y 2-n-hexilpirrol sulfamato, todos sumamente inestables y en una proporción 1:2:1. Este compuesto es el segundo ejemplo de un pirrol con presencia de azufre, despues de otro también encontrar en un poliqueto, lo que evidencia su relevancia para el grupo anélido
Ejemplos de invertebrados (sin dibujitos)
Los insectos y otros artrópodos están bien equipados para la guerra química. Se trata de un factor no considerado a menudo pero que también ha contribuido a su éxito evolutivo. Sus armas se manifiestan en una gran variedad de formas, desde defensas pasivas en forma de púas, pelos urticantes o presencia de sustancias tóxicas en la hemolinfa o en la cutícula hasta defensas activas como venenos o sustancias repelentes que son lanzadas hacia los atacantes. El origen de estas sustancias también es variado. Algunas las obtienen de las plantas sobre las que se alimentan y otras las sintetizan.
Las glándulas responsables de la producción de estas sustancias se encuentran fundamentalmente bajo la cutícula y derivan de la especialización de determinadas regiones de la epidermis. En los insectos y otros artrópodos esta región es fundamentalmente glandular y responsable de la secreción del exoesqueleto. Sin llegar a ser un ránking ni un listado exhaustivo, he aquí algunas estrategias utilizadas por insectos y otros artrópodo en su particular guerra química.
Ecos de una escaramuza mesozoica
Hace 100 millones de años, a principios del Cretáceo, un insecto —probablemente un ortóptero o un blátido—, merodeaba en busca de comida cuando una de sus antenas rozaron a un escarabajo cantárido de unos 5 milímetros de largo. Éste, al sentirse amenazado, descargó una secreción defensiva desde unas glándulas situadas en su abdomen en el instante en que era atrapado en resina conservando este momento para la posteridad.
Escaramuza cretácea. Reconstrucción del escenario de guerra en el que un escarabajo cantárido se defendía del posible ataque de un insecto depredador. Adaptado de G. O. Poinar Jr., C. J. Marshall y R. Buckley, One Hundred Million Years of Chemical Warfare by Insects. J. Chem. Ecol. 33(9) (2007), pp. 1663-1669.
Este fósil es el registro más antiguo de defensa química en animales del que se tiene constancia. En el ámbar se conservan los restos cristalizados de la sustancia química usada por el cantárido. Su análisis quizás destruiría el fósil, pero podemos suponer que la composición no sería muy diferente a la de los compuestos de sus parientes actuales como los escarabajos del género Chauliognathus, cuyas secreciones contienen ácido (Z)-dihidromatricaria y compuestos acetilénicos.
El fuego griego de los insectos
El fuego griego fue un arma naval usada por los bizantinos que les permitió detener el avance de los otomanos durante ocho siglos. Del mismo modo, los escarabajos bombarderos desalientan a los posibles depredadores rociándolos con productos químicos venenosos a altas temperaturas que provocan ampollas en la piel y mantienen a los atacantes a raya. Estos escarabajos pertenecientes a diversos géneros de la familia de los carábidos están bastante extendidos por todo el mundo y se pueden encontrar en bosques, llanuras y desiertos. En Norteamérica se encuentra el género Brachinus y en África y Sudamérica están los géneros Stenaptinus y Pheropsophus.
El aparato rociador varía poco entre las diferentes especies. Básicamente, las sustancias químicas descargadas por estos escarabajos son 1,4-benzoquinonas, compuestos bastante irritantes incluso en frío. Esta sustancia no es exclusiva de los escarabajos. Otros artrópodos han desarrollado independientemente la habilidad para producirla y entre ellos se encuentran milpiés, tijeretas, termitas, saltamontes y cucarachas.
La 1,4-Benzoquinona, comúnmente conocida como paraquinona es un compuesto químico de fórmula C6H4O2. En estado puro, forma cristales de un color amarillo brillante con un irritante olor característico, similar al del cloro; las muestras impuras suelen presentar un color oscuros debido a la presencia de quinhidroina (compuesto 1:1 de quinona con hidroquinona). Este anillo de seis carbonos no aromátizo es el derivado oxidado de 1,4-hidroquinona. La molécula es multifuncional: exhibe propiedades de cetona, formando una oxima ( Una oxima es una clase de compuesto químico con la fórmula general R1R2C=NOH); un oxidante, formando el derivado dihidróxido; y un alquene, propiciando reacciones de adición, especialmente aquellas típicas de cetonas insaturadas α,β. La benzoquinona es sensible a la presencia de ácidos o bases fuertes, quienes causan la condensación y descomposición del compuesto.
Bomba de chorro. Diagrama de un escarabajo bombardero con sus dos reservorios y glándulas anexas (izquierda) y mecanismo de reacción (derecha).
Lo más impresionante de los escarabajos bombarderos es que no almacenan estas benzoquinonas como tal en glándulas, sino que las producen por una reacción explosiva en el momento de la expulsión. El escarabajo no sufre quemaduras porque las benzoquinonas sólo están presentes durante un instante en su cuerpo.
Los precursores de las sustancias son producidos por glándulas especiales y almacenados en dos cámaras abdominales. La más grande o reservorio contiene una mezcla de peróxido de hidrógeno e hidroquinonas. La cámara más pequeña, a través de la cual debe pasar el contenido del reservorio antes de ser descargado, contiene dos tipos de encimas: catalasas y peroxidasas. Hay una válvula entre las dos cámaras que normalmente está cerrada, evitando que el contenido del reservorio penetre en la cámara pequeña que es, en esencia, la cámara de combustión. Cuando el escarabajo sufre algún tipo de amenaza, responde activando los músculos compresores que rodean el reservorio. Esto provoca que su contenido pase a la cámara de reacción donde las catalasas facilitan la liberación del oxígeno del peróxido de hidrógeno y las peroxidasas catalizan la oxidación de las hidroquinonas a quinonas empleando el oxígeno liberado del peróxido de hidrógeno. El efecto es similar al descorchamiento de una botella de champán que se ha agitado previamente: la presión del oxígeno liberado hace que la mezcla se escape con una pequeña explosión a temperaturas próximas a la de la ebullición del agua.
Moviendo el extremo del abdomen, el escarabajo puede lanzar su chorro en cualquier dirección con notable precisión. Las descargas se producen en pequeños chorros y pueden continuar haciéndolo durante cierto tiempo antes de que se le agoten las reservas.
Terrores venenosos
Las muchas patas de un ciempiés (quilópodos) —a pesar de su nombre, suelen tener entre 21 y 23 pares, aunque en el caso de los geofilomorfos pueden llegar hasta los 191 pares— los convierten en seres poco menos que inquietantes. En el caso de los escolopendromorfos (escolopendras), lo más aterrador es su primer par de patas (forcípulas), que están modificadas como garras venenosas. El veneno de algunas especies de gran tamaño puede ser extremadamente doloroso para los seres humanos y puede causar daños en los tejidos. La especie amazónica Scolopendra gigantea, pueden alcanzar hasta los 35 centímetros de largo y llega a alimentarse de pequeños mamíferos como ratones y murciélagos.
Garras venenosas. Las afiladas forcípulas de Scolopendra angulata pueden atravesar el exoesqueleto o la piel de sus presas para inyectarles un veneno que las paraliza en segundos.
Muy poco se conoce acerca del veneno de las escolopendras debido a su dificultad para obtenerlo en cantidades suficientes para su estudio y se degrada rápidamente cuando se trata de separar o purificar químicamente. La escolopendrina, un componente del veneno de Scolopendra subspinipes mutilans, se ha estudiado porque tiene propiedades antibacterianas.
Por otra parte, los milpiés (diplópodos) —igualmente, a pesar de su nombre, suelen tener entre 9 y 375 pares de patas— son fundamentalmente herbívoros y confían para su defensa en un arsenal de armas químicas. La mayor parte de los grupos poseen unas glándulas repugnadoras en cada diplosegmento. Las secreciones producidas por estas glándulas pueden matar a lagartijas y dejar ciegos a humanos. Los componentes químicos de estas secreciones varían según los grupos y las especies, pero entre la variedad de sustancias se incluye una mezcla de 1,4-benzoquinonas en la especie Floridobolus penneri, el sedante glomerina producido por los gloméridos y el cianuro de hidrógeno de los polidésmidos. El cianuro de hidrógeno [HCN(g)] o ácido cianhídrico [HCN(ac)], ácido prúsico o metanonitrilo es un compuesto químico cuya fórmula es: HCN. La disolución de cianuro de hidrógeno en agua es llamada ácido cianhídrico. El cianuro de hidrógeno puro es un líquido incoloro, muy venenoso y altamente volátil, que hierve a los 26°C.
Por su forma, los gloméridos pueden ser confundidos con las cochinillas de la humedad, crustáceos con los cuales comparten la habilidad de enrollarse para formar una bola. Además de este mecanismo de defensa, los gloméridos poseen un par de glándulas por segmento que se abren a lo largo de la línea medio-dorsal. Una de los gloméridos más estudiados es la especie europea Glomeris marginata. Cuando es amenazada por algún depredador, su primer mecanismo de defensa consiste en enrollarse formado una bola. Si en atacante persiste, cambia a la disuasión química y las glándulas producen una secreción viscosa e incolora en forma de gotas que inmoviliza rápidamente a las hormigas. Esta secreción de sabor amargo se compone principalmente de homoglomerina y glomerina, sustancias químicas pertenecientes las quinazolinonas y que tienen propiedades paralizantes y sedantes.
Glomeris marginata. Esta especie está doblemente protegida: puede enrollarse formando una bola y también puede producir sustancias químicas defensivas.
Los polidésmidos son milpiés de tamaño medio, pudiendo alcanzar los 5 centímetros de largo. Poseen una especie de pestañas laterales, un par por cada segmento, que se proyectan por encima de las patas. Las glándulas defensivas que producen cianuro de hidrógeno se encuentran dentro de esas pestañas y se abren al exterior a través de unos pequeños poros. Estas glándulas están especialmente diseñadas para liberar gas de cianuro de hidrógeno y, al igual que el escarabajo bombardero, constan de dos cámaras, una interior o reservorio y otra exterior o cámara de reacción. En el reservorio se producen compuestos cianogénicos (mandelonitrilo y cianuro de benzoilo en el caso de los polidésmidos del género Apheloria) que son bombeados a la cámara de reacción en el momento de la descarga. Ésta probablemente contiene enzimas que catalizan la ruptura de los compuesto cianogénicos y la liberación de cianuro de hidrógeno. La cantidad liberada es considerable: un ejemplar medio de un gramo de peso puede liberar 600 microgramos de cianuro, 18 veces la dosis letal para matar a una paloma, 6 veces la dosis letal para matar a un ratón y la centésima parte de la dosis letal para matar a un humano.
Cianuro espumoso. Apheloria virginiensis, un milpiés que haría las delicias de Agatha Christie.
La vinagrera arácnida
Los alrededor de 100 especies de uropigios tienen un tamaño comprendido entre los 1 y 8 centímetros y habitan principalmente el sudeste asiático, aunque hay unas pocas especies en el sur de los Estados Unidos, América del Sur y África. Su forma recuerda a la de un escorpión y, al igual que éstos, son cazadores nocturnos que viven de pequeños invertebrados. Su largo flagelo en forma de fusta a final del abdomen, aunque puede parecerlo a primera vista, no es un aguijón. Camina con seis patas, utilizando el primer par como una especie de antenas. Los pedipalpos son grandes y en forma de pinza en el extremo para agarrar a las presas, además de ayudar a los quelíceros a la hora de despedazarla mientras se alimenta.
Mastigoproctus giganteus. Su secreción defensiva consiste en un 26% de agua y un 74% de ácidos grasos de cadena corta, con el ácido acético (83%) y el ácido octanoico (15%) como ácidos predominantes.
Cuando se le molesta, dispara un chorro defensivo producido por dos glándulas situadas en la parte posterior del opistosoma, nombre que recibe el abdomen en los arácnidos. Las glándulas se abren en la base del flagelo y puede apuntar en cualquier dirección con gran precisión. Las sustancias expulsadas contienen ácido acético (el compuesto que le da al vinagre su sabor ácido) y ácido caprílico. Sin embargo, al diferencia del vinagre, que contiene entre un 3% y un 5% de ácido acético, la concentración en la secreción defensiva del uropigio alcanza el 84%. El ácido caprílico contribuye a la efectividad del chorro defensivo facilitando su expansión y penetración y funciona muy bien frente a hormigas, ratones y otros depredadores. En México recibe el apropiado nombre de vinagrillo.
Ni pincha ni corta
La tijereta es uno de esos insectos sobre los que merece la pena explayarse un poco en el aspecto cultural. Su nombre en inglés, earwig, significa criatura del oído y existe una creencia, infundada, de que se meten en los oídos de las personas dormidas y penetran en su cerebro. En español también se las llama cortapichas, en clara referencia a sus pinzas abdominales parecidas a tijeras o fórceps y que, también de manera infundada, podrían suponer una seria amenaza para la hombría. Aunque en el caso de la especie Labidura herculeana, que puede alcanzar los 8 centímetros de largo, el tamaño de sus pinzas serían palabras mayores. Endémica de la isla de Santa Elena, por fortuna para aquellos preocupados por la integridad de su instrumento ultra-grande (hay que reconocer que los spammers son muy originales a la hora de inventarse epítetos fálicos en sus anuncios de alargamientos imposibles), en la actualidad se la considera extinta. En japonés, recibe un nombre más neutro, hasamimushi, el bicho-tijera.
Algunas tijeretas como Doru taeniatum (o lineare) han desarrollado secreciones químicas defensivas. Cuando resultan atacadas, maniobran su abdomen de tal modo que pueden utilizar a la vez sus pinzas y rociar quinonas venenosas (1,4-benzoquinonas) desde un par de glándulas en el cuarto segmento abdominal.
Venenos para todos los gustos
Las arañas utilizan el veneno para inmovilizar o matar a sus presas, pero también para defenderse. Las dos glándulas de veneno están conectadas mediante un estrecho conducto con los quelíceros que se abren al exterior cerca de su punta. El veneno se inyecta mediante una contracción de la musculatura de la glándula. Los venenos de las arañas son compuestos complejos que varían de una especie a otra. Los que tienen efecto sobre los humanos se clasifican como neurotóxicos o citotóxicos. Los venenos neurotóxicos afectan a las uniones neuromusculares, causando calambres y parálisis. Los venenos citotóxicos tienden a causar necrosis en los tejidos dejando cicatrices que son difíciles de esconder. Algunos venenos citotóxicos, como los de las arañas ermitaño (Loxosceles), también pueden ser hemolíticos, lo que provoca un fallo de los riñones.
Un par de arañas peligrosas. Izquierda: Viuda negra (Latrodectus mactans). Los síntomas se manifiestan entre 10 y 60 minutos después del mordisco con dolores en los nódulos linfáticos. Los músculos sufren entonces calambres severos que afectan al abdomen y a la cara fundamentalmente. El principio activo de su veneno es la α-latrotoxina, una neurotoxina que forma poros en las terminaciones nerviosas provocando la entrada de iones de calcio y una liberación masiva de neurotransmisores. Derecha: Araña embudo de Sidney (Atrax robustus). Esta araña es una de las más venenosas del mundo. Su veneno es muy ácido y causa dolor de inmediato. Las enzimas del veneno tienen actividad citotóxica.
Apitoxina, el veneno clásico
Los venenos de los himenópteros son mezclas complejas que contienen moléculas orgánicas simples, proteínas, péptidos y otros elementos bioactivos. Se inyectan por medio de aguijones, que son ovopositores modificados, por lo que sólo las hembras son capaces de picar.
En el caso de la abeja (Apis mellifera), el veneno consta de dos componentes: péptidos y enzimas. Entre los primeros figura la melitina, un péptido de 26 aminoácidos que al interaccionar con las membranas de las células puede provocar su ruptura. Si su acción se realiza sobre una terminal de una neurona en el músculo su despolarización es la responsable de causar el dolor. También se encuentran la apamina, de 18 aminoácidos y con propiedades neurotóxicas, y el péptido desgranulador de los mastocitos (MCD), de 22 aminoácidos, químicamente similar a la apamina y responsable de la liberación masiva de histamina. Entre las enzimas, figuran la fosfolipasa A2, que forma poros en las células, hialuronidasa, el factor de dispersión que ataca al tejido conjuntivo, y la fosfatasa ácida, enzima minoritaria cuya función permanece incierta. En personas alérgicas, la picadura de una abeja puede provocar la muerte.
Bloqueador de canales iónicos
Sus grandes y amenazadores pedipalpos en forma de pinza y la cola arqueada sobre el cuerpo y rematada en una glándula venenosa dentro de un aguijón son la tarjeta de presentación de los escorpiones, una subclase de los arácnidos. El escorpión utiliza el aguijón sobre todo para defenderse, aunque también puede resultar útil para someter a una presa grande. En realidad, los escorpiones sólo pican como último recurso. La potencia del veneno varía desde los inocuos para los humanos como el del Heterometrus cyaneus de Java, hasta los letales, como el caso del escorpión Durango (Centruroides suffusus). Todas las especies peligrosas se encuentran en la familia bútidos y 25 de ellas son potencialmente letales para los seres humanos. La población de Buthus occitanus en el suroeste de Europa produce picaduras dolorosas con unos efectos tóxicos bastante suaves; pero en el norte de África el veneno de la misma especie puede causar la muerte. El veneno de los escorpiones está compuesto por agua, sales, pequeñas moléculas, péptidos y proteínas. La efectividad del veneno se debe fundamentalmente a una serie de toxinas peptídicas de entre 30 y 70 aminoácidos que son capaces de bloquear con gran especificidad los canales iónicos de las células, neuronas sobre todo. Así, producen una alteración del impulso nervioso y de los procesos neuroquímicos al inducir liberación desorganizada de neurotransmisores como la acetilcolina, adrenalina y el óxido nítrico.
Centruroides suffusus. Este escorpión de entre 5 y 7,5 centímetros de largo es una de las especies más venenosas.
Los síntomas del veneno del escorpión son similares para toda una serie de especies sin relación entre ellas en todo el mundo. Al principio, la víctima de la picadura se siente ansiosa y agitada, con fuertes dolores en el sitio de la picadura. Después, la salivación y la sudoración se vuelven excesivos, los latidos del corazón se vuelven irregulares y la temperatura corporal empieza a fluctuar. Finalmente, la respiración se vuelve difícil, los músculos comienzan a sufrir espasmos y en algunos casos la secuencia puede conducir a convulsiones y la muerte.
En contra de lo que sostiene la leyenda popular, los escorpiones parecen ser insensibles a su propio veneno. En algunos casos, son capaces de tolerar dosis de 100 a 1000 veces superiores a la concentración que puede afectar a los canales iónicos de las células otros animales.
Un descubrimiento relativamente reciente ha puesto de manifiesto que cuando un escorpión pica por primera vez inyecta un fluido que es químicamente diferente al de los aguijonazos posteriores. El fluido inyectado en primer lugar se denomina preveneno y su función principal es la de provocar un dolor localizado en vertebrados tales como los ratones, presa habitual de los escorpiones. De momento, sigue siendo un misterio cómo el escorpión es capaz de cambiar del preveneno al veneno en el aparato aguijoneador, de forma que ambos fluidos puedan ser inyectados por separado.
Como un balazo
En su índice de dolor de picaduras, el entomólogo estadounidense Justin O. Schmidt le da a la hormiga bala (Paraponera clavata) la máxima puntuación y describe su picadura como pura, intensa y brillante. Como caminar sobre brasas ardientes con una aguja de 7 centímetros clavada en el talón.
Paraponera clavata. La hormiga bala recibe este nombre porque su picadura se siente como un balazo. También recibe el nombre de hormiga 24 porque esas son las horas que dura el dolor después de la picadura.
El componente principal de su veneno es la poneratoxina, una potente neurotoxina que se almacena en el reservorio del veneno como un péptido inactivo de 25 aminoácidos. Específica de insectos, afecta a los canales de sodio y bloquea la transmisión sináptica en el sistema nervioso central. En los mamíferos, provoca una contracción prolongada de los músculos lisos y se ha estimado que 30 aguijonazos de hormigas bala por kilogramo es suficiente para producir la muerte en vertebrados. Aparte del color, la picadura tiene más consecuencias entre las que destacan una fiebre que puede durar tres días o la necrosis de la zona afectada. Otros signos y síntomas son los intensos dolores en la zona afectada, inflamación, temblores, sudoración, nauseas, el aumento de la temperatura y paralisis. Una segunda picadura puede ser capaz de causar un shock anafiláctico mortal
Las glándulas responsables de la producción de estas sustancias se encuentran fundamentalmente bajo la cutícula y derivan de la especialización de determinadas regiones de la epidermis. En los insectos y otros artrópodos esta región es fundamentalmente glandular y responsable de la secreción del exoesqueleto. Sin llegar a ser un ránking ni un listado exhaustivo, he aquí algunas estrategias utilizadas por insectos y otros artrópodo en su particular guerra química.
Ecos de una escaramuza mesozoica
Hace 100 millones de años, a principios del Cretáceo, un insecto —probablemente un ortóptero o un blátido—, merodeaba en busca de comida cuando una de sus antenas rozaron a un escarabajo cantárido de unos 5 milímetros de largo. Éste, al sentirse amenazado, descargó una secreción defensiva desde unas glándulas situadas en su abdomen en el instante en que era atrapado en resina conservando este momento para la posteridad.
Escaramuza cretácea. Reconstrucción del escenario de guerra en el que un escarabajo cantárido se defendía del posible ataque de un insecto depredador. Adaptado de G. O. Poinar Jr., C. J. Marshall y R. Buckley, One Hundred Million Years of Chemical Warfare by Insects. J. Chem. Ecol. 33(9) (2007), pp. 1663-1669.
Este fósil es el registro más antiguo de defensa química en animales del que se tiene constancia. En el ámbar se conservan los restos cristalizados de la sustancia química usada por el cantárido. Su análisis quizás destruiría el fósil, pero podemos suponer que la composición no sería muy diferente a la de los compuestos de sus parientes actuales como los escarabajos del género Chauliognathus, cuyas secreciones contienen ácido (Z)-dihidromatricaria y compuestos acetilénicos.
El fuego griego de los insectos
El fuego griego fue un arma naval usada por los bizantinos que les permitió detener el avance de los otomanos durante ocho siglos. Del mismo modo, los escarabajos bombarderos desalientan a los posibles depredadores rociándolos con productos químicos venenosos a altas temperaturas que provocan ampollas en la piel y mantienen a los atacantes a raya. Estos escarabajos pertenecientes a diversos géneros de la familia de los carábidos están bastante extendidos por todo el mundo y se pueden encontrar en bosques, llanuras y desiertos. En Norteamérica se encuentra el género Brachinus y en África y Sudamérica están los géneros Stenaptinus y Pheropsophus.
El aparato rociador varía poco entre las diferentes especies. Básicamente, las sustancias químicas descargadas por estos escarabajos son 1,4-benzoquinonas, compuestos bastante irritantes incluso en frío. Esta sustancia no es exclusiva de los escarabajos. Otros artrópodos han desarrollado independientemente la habilidad para producirla y entre ellos se encuentran milpiés, tijeretas, termitas, saltamontes y cucarachas.
La 1,4-Benzoquinona, comúnmente conocida como paraquinona es un compuesto químico de fórmula C6H4O2. En estado puro, forma cristales de un color amarillo brillante con un irritante olor característico, similar al del cloro; las muestras impuras suelen presentar un color oscuros debido a la presencia de quinhidroina (compuesto 1:1 de quinona con hidroquinona). Este anillo de seis carbonos no aromátizo es el derivado oxidado de 1,4-hidroquinona. La molécula es multifuncional: exhibe propiedades de cetona, formando una oxima ( Una oxima es una clase de compuesto químico con la fórmula general R1R2C=NOH); un oxidante, formando el derivado dihidróxido; y un alquene, propiciando reacciones de adición, especialmente aquellas típicas de cetonas insaturadas α,β. La benzoquinona es sensible a la presencia de ácidos o bases fuertes, quienes causan la condensación y descomposición del compuesto.
Bomba de chorro. Diagrama de un escarabajo bombardero con sus dos reservorios y glándulas anexas (izquierda) y mecanismo de reacción (derecha).
Lo más impresionante de los escarabajos bombarderos es que no almacenan estas benzoquinonas como tal en glándulas, sino que las producen por una reacción explosiva en el momento de la expulsión. El escarabajo no sufre quemaduras porque las benzoquinonas sólo están presentes durante un instante en su cuerpo.
Los precursores de las sustancias son producidos por glándulas especiales y almacenados en dos cámaras abdominales. La más grande o reservorio contiene una mezcla de peróxido de hidrógeno e hidroquinonas. La cámara más pequeña, a través de la cual debe pasar el contenido del reservorio antes de ser descargado, contiene dos tipos de encimas: catalasas y peroxidasas. Hay una válvula entre las dos cámaras que normalmente está cerrada, evitando que el contenido del reservorio penetre en la cámara pequeña que es, en esencia, la cámara de combustión. Cuando el escarabajo sufre algún tipo de amenaza, responde activando los músculos compresores que rodean el reservorio. Esto provoca que su contenido pase a la cámara de reacción donde las catalasas facilitan la liberación del oxígeno del peróxido de hidrógeno y las peroxidasas catalizan la oxidación de las hidroquinonas a quinonas empleando el oxígeno liberado del peróxido de hidrógeno. El efecto es similar al descorchamiento de una botella de champán que se ha agitado previamente: la presión del oxígeno liberado hace que la mezcla se escape con una pequeña explosión a temperaturas próximas a la de la ebullición del agua.
Moviendo el extremo del abdomen, el escarabajo puede lanzar su chorro en cualquier dirección con notable precisión. Las descargas se producen en pequeños chorros y pueden continuar haciéndolo durante cierto tiempo antes de que se le agoten las reservas.
Terrores venenosos
Las muchas patas de un ciempiés (quilópodos) —a pesar de su nombre, suelen tener entre 21 y 23 pares, aunque en el caso de los geofilomorfos pueden llegar hasta los 191 pares— los convierten en seres poco menos que inquietantes. En el caso de los escolopendromorfos (escolopendras), lo más aterrador es su primer par de patas (forcípulas), que están modificadas como garras venenosas. El veneno de algunas especies de gran tamaño puede ser extremadamente doloroso para los seres humanos y puede causar daños en los tejidos. La especie amazónica Scolopendra gigantea, pueden alcanzar hasta los 35 centímetros de largo y llega a alimentarse de pequeños mamíferos como ratones y murciélagos.
Garras venenosas. Las afiladas forcípulas de Scolopendra angulata pueden atravesar el exoesqueleto o la piel de sus presas para inyectarles un veneno que las paraliza en segundos.
Muy poco se conoce acerca del veneno de las escolopendras debido a su dificultad para obtenerlo en cantidades suficientes para su estudio y se degrada rápidamente cuando se trata de separar o purificar químicamente. La escolopendrina, un componente del veneno de Scolopendra subspinipes mutilans, se ha estudiado porque tiene propiedades antibacterianas.
Por otra parte, los milpiés (diplópodos) —igualmente, a pesar de su nombre, suelen tener entre 9 y 375 pares de patas— son fundamentalmente herbívoros y confían para su defensa en un arsenal de armas químicas. La mayor parte de los grupos poseen unas glándulas repugnadoras en cada diplosegmento. Las secreciones producidas por estas glándulas pueden matar a lagartijas y dejar ciegos a humanos. Los componentes químicos de estas secreciones varían según los grupos y las especies, pero entre la variedad de sustancias se incluye una mezcla de 1,4-benzoquinonas en la especie Floridobolus penneri, el sedante glomerina producido por los gloméridos y el cianuro de hidrógeno de los polidésmidos. El cianuro de hidrógeno [HCN(g)] o ácido cianhídrico [HCN(ac)], ácido prúsico o metanonitrilo es un compuesto químico cuya fórmula es: HCN. La disolución de cianuro de hidrógeno en agua es llamada ácido cianhídrico. El cianuro de hidrógeno puro es un líquido incoloro, muy venenoso y altamente volátil, que hierve a los 26°C.
Por su forma, los gloméridos pueden ser confundidos con las cochinillas de la humedad, crustáceos con los cuales comparten la habilidad de enrollarse para formar una bola. Además de este mecanismo de defensa, los gloméridos poseen un par de glándulas por segmento que se abren a lo largo de la línea medio-dorsal. Una de los gloméridos más estudiados es la especie europea Glomeris marginata. Cuando es amenazada por algún depredador, su primer mecanismo de defensa consiste en enrollarse formado una bola. Si en atacante persiste, cambia a la disuasión química y las glándulas producen una secreción viscosa e incolora en forma de gotas que inmoviliza rápidamente a las hormigas. Esta secreción de sabor amargo se compone principalmente de homoglomerina y glomerina, sustancias químicas pertenecientes las quinazolinonas y que tienen propiedades paralizantes y sedantes.
Glomeris marginata. Esta especie está doblemente protegida: puede enrollarse formando una bola y también puede producir sustancias químicas defensivas.
Los polidésmidos son milpiés de tamaño medio, pudiendo alcanzar los 5 centímetros de largo. Poseen una especie de pestañas laterales, un par por cada segmento, que se proyectan por encima de las patas. Las glándulas defensivas que producen cianuro de hidrógeno se encuentran dentro de esas pestañas y se abren al exterior a través de unos pequeños poros. Estas glándulas están especialmente diseñadas para liberar gas de cianuro de hidrógeno y, al igual que el escarabajo bombardero, constan de dos cámaras, una interior o reservorio y otra exterior o cámara de reacción. En el reservorio se producen compuestos cianogénicos (mandelonitrilo y cianuro de benzoilo en el caso de los polidésmidos del género Apheloria) que son bombeados a la cámara de reacción en el momento de la descarga. Ésta probablemente contiene enzimas que catalizan la ruptura de los compuesto cianogénicos y la liberación de cianuro de hidrógeno. La cantidad liberada es considerable: un ejemplar medio de un gramo de peso puede liberar 600 microgramos de cianuro, 18 veces la dosis letal para matar a una paloma, 6 veces la dosis letal para matar a un ratón y la centésima parte de la dosis letal para matar a un humano.
Cianuro espumoso. Apheloria virginiensis, un milpiés que haría las delicias de Agatha Christie.
La vinagrera arácnida
Los alrededor de 100 especies de uropigios tienen un tamaño comprendido entre los 1 y 8 centímetros y habitan principalmente el sudeste asiático, aunque hay unas pocas especies en el sur de los Estados Unidos, América del Sur y África. Su forma recuerda a la de un escorpión y, al igual que éstos, son cazadores nocturnos que viven de pequeños invertebrados. Su largo flagelo en forma de fusta a final del abdomen, aunque puede parecerlo a primera vista, no es un aguijón. Camina con seis patas, utilizando el primer par como una especie de antenas. Los pedipalpos son grandes y en forma de pinza en el extremo para agarrar a las presas, además de ayudar a los quelíceros a la hora de despedazarla mientras se alimenta.
Mastigoproctus giganteus. Su secreción defensiva consiste en un 26% de agua y un 74% de ácidos grasos de cadena corta, con el ácido acético (83%) y el ácido octanoico (15%) como ácidos predominantes.
Cuando se le molesta, dispara un chorro defensivo producido por dos glándulas situadas en la parte posterior del opistosoma, nombre que recibe el abdomen en los arácnidos. Las glándulas se abren en la base del flagelo y puede apuntar en cualquier dirección con gran precisión. Las sustancias expulsadas contienen ácido acético (el compuesto que le da al vinagre su sabor ácido) y ácido caprílico. Sin embargo, al diferencia del vinagre, que contiene entre un 3% y un 5% de ácido acético, la concentración en la secreción defensiva del uropigio alcanza el 84%. El ácido caprílico contribuye a la efectividad del chorro defensivo facilitando su expansión y penetración y funciona muy bien frente a hormigas, ratones y otros depredadores. En México recibe el apropiado nombre de vinagrillo.
Ni pincha ni corta
La tijereta es uno de esos insectos sobre los que merece la pena explayarse un poco en el aspecto cultural. Su nombre en inglés, earwig, significa criatura del oído y existe una creencia, infundada, de que se meten en los oídos de las personas dormidas y penetran en su cerebro. En español también se las llama cortapichas, en clara referencia a sus pinzas abdominales parecidas a tijeras o fórceps y que, también de manera infundada, podrían suponer una seria amenaza para la hombría. Aunque en el caso de la especie Labidura herculeana, que puede alcanzar los 8 centímetros de largo, el tamaño de sus pinzas serían palabras mayores. Endémica de la isla de Santa Elena, por fortuna para aquellos preocupados por la integridad de su instrumento ultra-grande (hay que reconocer que los spammers son muy originales a la hora de inventarse epítetos fálicos en sus anuncios de alargamientos imposibles), en la actualidad se la considera extinta. En japonés, recibe un nombre más neutro, hasamimushi, el bicho-tijera.
Algunas tijeretas como Doru taeniatum (o lineare) han desarrollado secreciones químicas defensivas. Cuando resultan atacadas, maniobran su abdomen de tal modo que pueden utilizar a la vez sus pinzas y rociar quinonas venenosas (1,4-benzoquinonas) desde un par de glándulas en el cuarto segmento abdominal.
Venenos para todos los gustos
Las arañas utilizan el veneno para inmovilizar o matar a sus presas, pero también para defenderse. Las dos glándulas de veneno están conectadas mediante un estrecho conducto con los quelíceros que se abren al exterior cerca de su punta. El veneno se inyecta mediante una contracción de la musculatura de la glándula. Los venenos de las arañas son compuestos complejos que varían de una especie a otra. Los que tienen efecto sobre los humanos se clasifican como neurotóxicos o citotóxicos. Los venenos neurotóxicos afectan a las uniones neuromusculares, causando calambres y parálisis. Los venenos citotóxicos tienden a causar necrosis en los tejidos dejando cicatrices que son difíciles de esconder. Algunos venenos citotóxicos, como los de las arañas ermitaño (Loxosceles), también pueden ser hemolíticos, lo que provoca un fallo de los riñones.
Un par de arañas peligrosas. Izquierda: Viuda negra (Latrodectus mactans). Los síntomas se manifiestan entre 10 y 60 minutos después del mordisco con dolores en los nódulos linfáticos. Los músculos sufren entonces calambres severos que afectan al abdomen y a la cara fundamentalmente. El principio activo de su veneno es la α-latrotoxina, una neurotoxina que forma poros en las terminaciones nerviosas provocando la entrada de iones de calcio y una liberación masiva de neurotransmisores. Derecha: Araña embudo de Sidney (Atrax robustus). Esta araña es una de las más venenosas del mundo. Su veneno es muy ácido y causa dolor de inmediato. Las enzimas del veneno tienen actividad citotóxica.
Apitoxina, el veneno clásico
Los venenos de los himenópteros son mezclas complejas que contienen moléculas orgánicas simples, proteínas, péptidos y otros elementos bioactivos. Se inyectan por medio de aguijones, que son ovopositores modificados, por lo que sólo las hembras son capaces de picar.
En el caso de la abeja (Apis mellifera), el veneno consta de dos componentes: péptidos y enzimas. Entre los primeros figura la melitina, un péptido de 26 aminoácidos que al interaccionar con las membranas de las células puede provocar su ruptura. Si su acción se realiza sobre una terminal de una neurona en el músculo su despolarización es la responsable de causar el dolor. También se encuentran la apamina, de 18 aminoácidos y con propiedades neurotóxicas, y el péptido desgranulador de los mastocitos (MCD), de 22 aminoácidos, químicamente similar a la apamina y responsable de la liberación masiva de histamina. Entre las enzimas, figuran la fosfolipasa A2, que forma poros en las células, hialuronidasa, el factor de dispersión que ataca al tejido conjuntivo, y la fosfatasa ácida, enzima minoritaria cuya función permanece incierta. En personas alérgicas, la picadura de una abeja puede provocar la muerte.
Bloqueador de canales iónicos
Sus grandes y amenazadores pedipalpos en forma de pinza y la cola arqueada sobre el cuerpo y rematada en una glándula venenosa dentro de un aguijón son la tarjeta de presentación de los escorpiones, una subclase de los arácnidos. El escorpión utiliza el aguijón sobre todo para defenderse, aunque también puede resultar útil para someter a una presa grande. En realidad, los escorpiones sólo pican como último recurso. La potencia del veneno varía desde los inocuos para los humanos como el del Heterometrus cyaneus de Java, hasta los letales, como el caso del escorpión Durango (Centruroides suffusus). Todas las especies peligrosas se encuentran en la familia bútidos y 25 de ellas son potencialmente letales para los seres humanos. La población de Buthus occitanus en el suroeste de Europa produce picaduras dolorosas con unos efectos tóxicos bastante suaves; pero en el norte de África el veneno de la misma especie puede causar la muerte. El veneno de los escorpiones está compuesto por agua, sales, pequeñas moléculas, péptidos y proteínas. La efectividad del veneno se debe fundamentalmente a una serie de toxinas peptídicas de entre 30 y 70 aminoácidos que son capaces de bloquear con gran especificidad los canales iónicos de las células, neuronas sobre todo. Así, producen una alteración del impulso nervioso y de los procesos neuroquímicos al inducir liberación desorganizada de neurotransmisores como la acetilcolina, adrenalina y el óxido nítrico.
Centruroides suffusus. Este escorpión de entre 5 y 7,5 centímetros de largo es una de las especies más venenosas.
Los síntomas del veneno del escorpión son similares para toda una serie de especies sin relación entre ellas en todo el mundo. Al principio, la víctima de la picadura se siente ansiosa y agitada, con fuertes dolores en el sitio de la picadura. Después, la salivación y la sudoración se vuelven excesivos, los latidos del corazón se vuelven irregulares y la temperatura corporal empieza a fluctuar. Finalmente, la respiración se vuelve difícil, los músculos comienzan a sufrir espasmos y en algunos casos la secuencia puede conducir a convulsiones y la muerte.
En contra de lo que sostiene la leyenda popular, los escorpiones parecen ser insensibles a su propio veneno. En algunos casos, son capaces de tolerar dosis de 100 a 1000 veces superiores a la concentración que puede afectar a los canales iónicos de las células otros animales.
Un descubrimiento relativamente reciente ha puesto de manifiesto que cuando un escorpión pica por primera vez inyecta un fluido que es químicamente diferente al de los aguijonazos posteriores. El fluido inyectado en primer lugar se denomina preveneno y su función principal es la de provocar un dolor localizado en vertebrados tales como los ratones, presa habitual de los escorpiones. De momento, sigue siendo un misterio cómo el escorpión es capaz de cambiar del preveneno al veneno en el aparato aguijoneador, de forma que ambos fluidos puedan ser inyectados por separado.
Como un balazo
En su índice de dolor de picaduras, el entomólogo estadounidense Justin O. Schmidt le da a la hormiga bala (Paraponera clavata) la máxima puntuación y describe su picadura como pura, intensa y brillante. Como caminar sobre brasas ardientes con una aguja de 7 centímetros clavada en el talón.
Paraponera clavata. La hormiga bala recibe este nombre porque su picadura se siente como un balazo. También recibe el nombre de hormiga 24 porque esas son las horas que dura el dolor después de la picadura.
El componente principal de su veneno es la poneratoxina, una potente neurotoxina que se almacena en el reservorio del veneno como un péptido inactivo de 25 aminoácidos. Específica de insectos, afecta a los canales de sodio y bloquea la transmisión sináptica en el sistema nervioso central. En los mamíferos, provoca una contracción prolongada de los músculos lisos y se ha estimado que 30 aguijonazos de hormigas bala por kilogramo es suficiente para producir la muerte en vertebrados. Aparte del color, la picadura tiene más consecuencias entre las que destacan una fiebre que puede durar tres días o la necrosis de la zona afectada. Otros signos y síntomas son los intensos dolores en la zona afectada, inflamación, temblores, sudoración, nauseas, el aumento de la temperatura y paralisis. Una segunda picadura puede ser capaz de causar un shock anafiláctico mortal
miércoles, 24 de marzo de 2010
Artrópodos (( chic@s esto es lo q tnia, sin añadir los ejemplos de Javi))
Defensas químicas en artrópodos
Se dividen en dos grupos
1.Las elaboradas por glándulas exocrinas. Que se dividen en:
1.1. Inyectables
1.2. No inyectables
2.Aquellas que están en sangre, intestino u otra parte del cuerpo
Defensas glandulares
Las orugas de las mariposas Papilionidae poseen una glándula defensiva, el omesterium, situada en la parte dorsal de la cabeza, que consiste en dos invaginaciones dentadas que surgen como un par de “cuernos” cuando el animal es molestado. Estas protuberancias son intensamente olorosas y contiene una secreción formada por: el acido isobutirico y el 2-metil butílico. Si la perturbación es provocada en uno de los costados de la oruga, la protuberancia correspondiente al mismo lado, crecerá mas que la del lado contrario, la oruga arqueará el cuerpo hacia este mismo lado y pegará sus cuernos al intruso que le molesta.
Los milípedos poseen una serie de glándulas a los lados del abdomen que pueden descargar una secreción que contiene benzoquinonas y que es rociada en la región del cuerpo del que ha sido perturbada, como una reacción de defensa. El escarabajo armado Chauliognathus lecontei contiene acido aceti-lénico en la secreción lechosa que producen sus glándulas protorácicas y abdominales. El efecto irritativo y repelente de estas defensas tiene una corta duración, generalmente mientras dura el ataque. Algunos artrópodos son capaces de absorber por las mismas glándulas el sobrante de los líquidos defensivos después de un ataque.
El escarabajo carabideo Galerita Janus, rocía una secreción que contiene ácido fórmico y que proviene de dos glándulas que se abren en el extremo de su abdomen junto al ano. El escarabajo rocía con una glándula o la otra, dependiendo de que lado se perturbe, y controla la dirección de la descarga flexionando la punta del abdomen.
Los artrópodos descargan sólo en respuesta al por contacto directo. La presión de la eyección es variable, en ciertos Hemiptera puede alcanzar desde 20 cm hasta 1 m.
Anisomorppha sp. (“manta”), es uno de los pocos insectos que puede detectar al enemigo antes de que éste lo toque; el mecanismo por el cual logra está detección, se desconoce y no parece estar relacionan con alguna vibración o perturbación visual, y si es así, debe de tratarse de alguno sumamente especializado hacia los pájaros.
Las glándulas defensivas difieren en su capacidad de almacenamiento, grado de producción de la secreción otros parámetros funcionales, dependiendo del grupo y tipo de artrópodo que las posea. Ciertas glándulas contienen los compuestos precursores de la sustancias de defensa, y la estructura morfológica de tales glándulas permite la mezcla de estos precursores en el momento de la descarga, así, los principios activos de la secreción se producen en el momento en que ésta es liberada; tales glándulas se denominan glándulas reactivas.
Dos mecanismos principales por medio de los cuales las glándulas expulsan su contenido:
• Por compresión muscular, que involucra la concentración de los músculos apropiados que rodea el reservorio de la glándula, por ejemplo en los escarabajos carabideos y en Anisomorpha
• Por la elevación de la presión en el hemocele, determinada por una cierta forma de concentración de todo el cuerpo; las glándulas que expulsan sus secreciones en esta forma carecen de músculos alrededor del reservorio.
Los dos mecanismos no son excluyentes, el escarabajo de Eurycotis floridana parece descargar el contenido de sus glándulas, por medio de una combinación de los dos mecanismos.
Diploptera punctata, otro escarabajo, posee un tercer mecanismo de expulsión que depende de la presión del aire contenido en la traqueas de este animal.
Defensas no glandulares
Este tipo de defensas consiste en una serie de principios activos contenidos en la hemolinfa que pueden ejercer un control sobre el depredador cuando la sangre se libera durante un ataque. El gorgojo de frijol Epilachna varivestis, libera una gota de sangre en el sitio donde sufre alguna lastimadura, por ejemplo, la mordida de una hormiga; esta sangre tiene un efecto repelente y no significa una perdida importante para el gorgojo.
Los insectos que poseen principios defensivos en la sangre pueden tener también glándulas defensivas. Se ha comprobado que los compuestos en ambas partes son similares. EL saltamontes Poekilocerus bufonius produce una secreción defensiva en una glándula abdominal cuyos principios activos son el dihidrocloruro de histamina y diversos cardenólidos, principalmente calactina y calotropina. La sangre de este insecto contiene los mismos compuestos aunque en proporción diferente.
Estructura química de las defensas en los artrópodos
Las sustancias químicas pueden ser sintetizadas de novo por el animal o bien adoptadas de aquellas ingeridas en el alimento. Desde el punto de vista de los fitoquímicos, los compuestos presentes en ellas son del mismo tipo de MS que se conoce en las plantas.
Muchos insectos pueden secuestrar los alcaloides de las plantas y almacenarlos para su defensa
EJEMPLOS
Apitoxina
La apitoxina es el veneno secretado por las obreras de varias especies de abejas, que lo emplean como medio de defensa contra predadores y para el combate entre abejas. En las especies venenosas, el ovipositor de las obreras se ha modificado para transformarse en un aguijón barbado.
La apitoxina no es una sustancia simple, sino una mezcla relativamente compleja. Aunque los efectos suelen atribuirse a la acidez del compuesto, en realidad el ácido fórmico apenas está presente, y sólo procede de una de las dos glándulas implicadas en la secreción del veneno. Una de estas secreciones es ácida. No obstante, la más activa de ellas aparece como un líquido fuertemente alcalino formado por una mezcla de proteínas, principalmente el polipéptido citotóxico melitina (fórmula química: C131H229N39O31).
La apitoxina o 'veneno de abejas' es el segregado por los ejemplares hembra de la mayoría de las especies de abeja, que utilizan lo que sería su primitivo ovipositor para inocularla como medio de defensa contra predadores y otras abejas intrusas: el ovipositor de las obreras ha ido evolucionando hasta transformarse en un aguijón barbado. Si bien no sólo las obreras disponen de ella sino también las reinas, por ser éstas de importancia vital para la vida y reproducción de la colmena, solamente se utilizan las obreras para la apiterapia.
El aparato inyector, aguijón, o lanceta posee una estructura compleja. Básicamente esta formada por cuatro segmentos. El veneno es inyectado a través del canal central. Las lancetas aserradas suben y bajan alternativamente deslizándose sobre el estilete. Este movimiento impulsa al aguijón más profundamente en la piel o cuerpo de la victima, a la vez que permite el paso del veneno.
El veneno es bombeado continuamente por la acción de los músculos que controlan el movimiento de dichas lancetas aún después de que el aparato inyector ha sido separado de la abeja.
La secreción proviene de varias glándulas ubicadas junto a la base del aguijón; éstas están compuestas de células dotadas de canalículos y morfológicamente recuerdan a dos sacos unidos a tubos cilíndricos, que conducen la secreción hasta el extremo del aguijón. La configuración exacta varía: en las Apinae, Adreninae y Bombinae los tubos se unen cerca de su origen, mientras que en Vespinae, Polistinae y Eumeninae desembocan por separado. A su vez, en Sphecinae, Phylantinae y Cabroninae presentan ramificaciones. Una delgada cutícula aísla el veneno secretado de los tejidos sensibles.
Además de los tejidos secretores ubicados en la sección tubular, las abejas poseen un segundo grupo secretor, llamado glándulas sinuosas, que en algunas especies aparece morfológicamente integrado.
Las glándulas principales secretan un líquido fuertemente alcalino compuesto en un 52% por melitina, apamina (una neurotoxina), adolapina (un analgésico), fosfolipasa (una enzima que destruye la membrana celular atacando los fosfolípidos que la componen, inactiva la tromboquinasa e inhibe la fosforilación oxidativa), hialuronidasa (un vasodilatador y hemolítico, que ayuda en la dispersión del veneno), histamina, dopamina y noradrenalina.
La apitoxina o veneno de abejas es una sustancia compleja.
Aunque sus efectos suelen atribuirse a la acidez del compuesto, en realidad el ácido fórmico está presente sólo en una de las dos glándulas implicadas en la secreción del veneno. No obstante, la aparentemente más activa de dichas sustancias resulta ser un líquido fuertemente alcalino formado por una mezcla de proteínas, principalmente el polipéptido citotóxico melitina.
Algunos de los componentes del veneno de abeja (apitoxina) y sus efectos conocidos y por lo que se emplea en la apiterapia, siguiendo al Dr. Ferrer, son:
- Enzimas
- Polipéptidos
- Componentes no péptidos de bajo peso molecular
- Otros componentes
Mecanismo de defensa de los Queliceromorfos (arácnidos)
Poseen glandulas repelentes y glandulas venenosas.
Por ejemplo los uropigios tienen una glandulas repelentes anales, a traves de los cuales lanzan un liquido vaporizado, de olor picante, formado por acido acético y acido fórmico, que irrita las mucosas; este líquido se utiliza ante un ataque de depredadores u otros peligros
Mecanismo de defensa en hexapodos
Un elevado numero de insectos inoculan sustancias toxicas por medio del aparato bucal o utilizan un ovipositor conectado a glandulas de veneno. Las secreciones producidass por las glandulas repelentes también colaboran con la defensa, en general son emitidas cuando tiene lugar el contacto o también pueden ser proyectadas a distancia.
En otros casos expulsa hemolinfa mezclada con sustancias toxicas, mediante un fenomeno llamado autohemorrea, que se produce en ciertas membranas articuladas. Asi mismo, algunos insectos expulsan saliva toxica e irritante cuando estan en peligro.
Hay bastantes especies que son capaces de acumular toxinas procedentes de su dieta vegetal, la presencia de los cuales hace que sean de gusto desagradable y tóxico para sus posibles depredadores .
Se dividen en dos grupos
1.Las elaboradas por glándulas exocrinas. Que se dividen en:
1.1. Inyectables
1.2. No inyectables
2.Aquellas que están en sangre, intestino u otra parte del cuerpo
Defensas glandulares
Las orugas de las mariposas Papilionidae poseen una glándula defensiva, el omesterium, situada en la parte dorsal de la cabeza, que consiste en dos invaginaciones dentadas que surgen como un par de “cuernos” cuando el animal es molestado. Estas protuberancias son intensamente olorosas y contiene una secreción formada por: el acido isobutirico y el 2-metil butílico. Si la perturbación es provocada en uno de los costados de la oruga, la protuberancia correspondiente al mismo lado, crecerá mas que la del lado contrario, la oruga arqueará el cuerpo hacia este mismo lado y pegará sus cuernos al intruso que le molesta.
Los milípedos poseen una serie de glándulas a los lados del abdomen que pueden descargar una secreción que contiene benzoquinonas y que es rociada en la región del cuerpo del que ha sido perturbada, como una reacción de defensa. El escarabajo armado Chauliognathus lecontei contiene acido aceti-lénico en la secreción lechosa que producen sus glándulas protorácicas y abdominales. El efecto irritativo y repelente de estas defensas tiene una corta duración, generalmente mientras dura el ataque. Algunos artrópodos son capaces de absorber por las mismas glándulas el sobrante de los líquidos defensivos después de un ataque.
El escarabajo carabideo Galerita Janus, rocía una secreción que contiene ácido fórmico y que proviene de dos glándulas que se abren en el extremo de su abdomen junto al ano. El escarabajo rocía con una glándula o la otra, dependiendo de que lado se perturbe, y controla la dirección de la descarga flexionando la punta del abdomen.
Los artrópodos descargan sólo en respuesta al por contacto directo. La presión de la eyección es variable, en ciertos Hemiptera puede alcanzar desde 20 cm hasta 1 m.
Anisomorppha sp. (“manta”), es uno de los pocos insectos que puede detectar al enemigo antes de que éste lo toque; el mecanismo por el cual logra está detección, se desconoce y no parece estar relacionan con alguna vibración o perturbación visual, y si es así, debe de tratarse de alguno sumamente especializado hacia los pájaros.
Las glándulas defensivas difieren en su capacidad de almacenamiento, grado de producción de la secreción otros parámetros funcionales, dependiendo del grupo y tipo de artrópodo que las posea. Ciertas glándulas contienen los compuestos precursores de la sustancias de defensa, y la estructura morfológica de tales glándulas permite la mezcla de estos precursores en el momento de la descarga, así, los principios activos de la secreción se producen en el momento en que ésta es liberada; tales glándulas se denominan glándulas reactivas.
Dos mecanismos principales por medio de los cuales las glándulas expulsan su contenido:
• Por compresión muscular, que involucra la concentración de los músculos apropiados que rodea el reservorio de la glándula, por ejemplo en los escarabajos carabideos y en Anisomorpha
• Por la elevación de la presión en el hemocele, determinada por una cierta forma de concentración de todo el cuerpo; las glándulas que expulsan sus secreciones en esta forma carecen de músculos alrededor del reservorio.
Los dos mecanismos no son excluyentes, el escarabajo de Eurycotis floridana parece descargar el contenido de sus glándulas, por medio de una combinación de los dos mecanismos.
Diploptera punctata, otro escarabajo, posee un tercer mecanismo de expulsión que depende de la presión del aire contenido en la traqueas de este animal.
Defensas no glandulares
Este tipo de defensas consiste en una serie de principios activos contenidos en la hemolinfa que pueden ejercer un control sobre el depredador cuando la sangre se libera durante un ataque. El gorgojo de frijol Epilachna varivestis, libera una gota de sangre en el sitio donde sufre alguna lastimadura, por ejemplo, la mordida de una hormiga; esta sangre tiene un efecto repelente y no significa una perdida importante para el gorgojo.
Los insectos que poseen principios defensivos en la sangre pueden tener también glándulas defensivas. Se ha comprobado que los compuestos en ambas partes son similares. EL saltamontes Poekilocerus bufonius produce una secreción defensiva en una glándula abdominal cuyos principios activos son el dihidrocloruro de histamina y diversos cardenólidos, principalmente calactina y calotropina. La sangre de este insecto contiene los mismos compuestos aunque en proporción diferente.
Estructura química de las defensas en los artrópodos
Las sustancias químicas pueden ser sintetizadas de novo por el animal o bien adoptadas de aquellas ingeridas en el alimento. Desde el punto de vista de los fitoquímicos, los compuestos presentes en ellas son del mismo tipo de MS que se conoce en las plantas.
Muchos insectos pueden secuestrar los alcaloides de las plantas y almacenarlos para su defensa
EJEMPLOS
Apitoxina
La apitoxina es el veneno secretado por las obreras de varias especies de abejas, que lo emplean como medio de defensa contra predadores y para el combate entre abejas. En las especies venenosas, el ovipositor de las obreras se ha modificado para transformarse en un aguijón barbado.
La apitoxina no es una sustancia simple, sino una mezcla relativamente compleja. Aunque los efectos suelen atribuirse a la acidez del compuesto, en realidad el ácido fórmico apenas está presente, y sólo procede de una de las dos glándulas implicadas en la secreción del veneno. Una de estas secreciones es ácida. No obstante, la más activa de ellas aparece como un líquido fuertemente alcalino formado por una mezcla de proteínas, principalmente el polipéptido citotóxico melitina (fórmula química: C131H229N39O31).
La apitoxina o 'veneno de abejas' es el segregado por los ejemplares hembra de la mayoría de las especies de abeja, que utilizan lo que sería su primitivo ovipositor para inocularla como medio de defensa contra predadores y otras abejas intrusas: el ovipositor de las obreras ha ido evolucionando hasta transformarse en un aguijón barbado. Si bien no sólo las obreras disponen de ella sino también las reinas, por ser éstas de importancia vital para la vida y reproducción de la colmena, solamente se utilizan las obreras para la apiterapia.
El aparato inyector, aguijón, o lanceta posee una estructura compleja. Básicamente esta formada por cuatro segmentos. El veneno es inyectado a través del canal central. Las lancetas aserradas suben y bajan alternativamente deslizándose sobre el estilete. Este movimiento impulsa al aguijón más profundamente en la piel o cuerpo de la victima, a la vez que permite el paso del veneno.
El veneno es bombeado continuamente por la acción de los músculos que controlan el movimiento de dichas lancetas aún después de que el aparato inyector ha sido separado de la abeja.
La secreción proviene de varias glándulas ubicadas junto a la base del aguijón; éstas están compuestas de células dotadas de canalículos y morfológicamente recuerdan a dos sacos unidos a tubos cilíndricos, que conducen la secreción hasta el extremo del aguijón. La configuración exacta varía: en las Apinae, Adreninae y Bombinae los tubos se unen cerca de su origen, mientras que en Vespinae, Polistinae y Eumeninae desembocan por separado. A su vez, en Sphecinae, Phylantinae y Cabroninae presentan ramificaciones. Una delgada cutícula aísla el veneno secretado de los tejidos sensibles.
Además de los tejidos secretores ubicados en la sección tubular, las abejas poseen un segundo grupo secretor, llamado glándulas sinuosas, que en algunas especies aparece morfológicamente integrado.
Las glándulas principales secretan un líquido fuertemente alcalino compuesto en un 52% por melitina, apamina (una neurotoxina), adolapina (un analgésico), fosfolipasa (una enzima que destruye la membrana celular atacando los fosfolípidos que la componen, inactiva la tromboquinasa e inhibe la fosforilación oxidativa), hialuronidasa (un vasodilatador y hemolítico, que ayuda en la dispersión del veneno), histamina, dopamina y noradrenalina.
La apitoxina o veneno de abejas es una sustancia compleja.
Aunque sus efectos suelen atribuirse a la acidez del compuesto, en realidad el ácido fórmico está presente sólo en una de las dos glándulas implicadas en la secreción del veneno. No obstante, la aparentemente más activa de dichas sustancias resulta ser un líquido fuertemente alcalino formado por una mezcla de proteínas, principalmente el polipéptido citotóxico melitina.
Algunos de los componentes del veneno de abeja (apitoxina) y sus efectos conocidos y por lo que se emplea en la apiterapia, siguiendo al Dr. Ferrer, son:
- Enzimas
- Polipéptidos
- Componentes no péptidos de bajo peso molecular
- Otros componentes
Mecanismo de defensa de los Queliceromorfos (arácnidos)
Poseen glandulas repelentes y glandulas venenosas.
Por ejemplo los uropigios tienen una glandulas repelentes anales, a traves de los cuales lanzan un liquido vaporizado, de olor picante, formado por acido acético y acido fórmico, que irrita las mucosas; este líquido se utiliza ante un ataque de depredadores u otros peligros
Mecanismo de defensa en hexapodos
Un elevado numero de insectos inoculan sustancias toxicas por medio del aparato bucal o utilizan un ovipositor conectado a glandulas de veneno. Las secreciones producidass por las glandulas repelentes también colaboran con la defensa, en general son emitidas cuando tiene lugar el contacto o también pueden ser proyectadas a distancia.
En otros casos expulsa hemolinfa mezclada con sustancias toxicas, mediante un fenomeno llamado autohemorrea, que se produce en ciertas membranas articuladas. Asi mismo, algunos insectos expulsan saliva toxica e irritante cuando estan en peligro.
Hay bastantes especies que son capaces de acumular toxinas procedentes de su dieta vegetal, la presencia de los cuales hace que sean de gusto desagradable y tóxico para sus posibles depredadores .
lunes, 22 de marzo de 2010
CARACTERÍSTICAS FISICO – QUÍMICAS (TOXICIDAD)
Los invertebrados marinos constituyen un grupo de organismos en los que se ha encontrado una fuente muy importante de sustancias bioactivas, las cuales en muchos casos producen como mecanismos de defensa, y cuyas propiedades biológicas van desde la antibacteriana, antifúngica, antiviral, antiinflamatoria y anticoagulante, hasta su utilización como pinturas que eviten el establecimiento de organismos marinos sobre estructuras sumergidas.
- FILO PORÍFEROS
Los poríferos constituyen un grupo muy característico de animales acuáticos, dentro de este filo reconocemos el grupo de las esponjas. Estos animales presentan una estructura pluricelular y un sistema alimentador filtrador. Está constituido por un amplio sistema de poros y tubos. Su cuerpo está formado por varios tipos de células: coanocitos (forman el coanodermo) y pinacocitos (forman el pinacodermo). Las blandas estructuras de su cuerpo están constituidas por una serie de espículas y fibras.
Las esponjas presentan un tipo de comportamiento especial. Muestran determinados tipos de reacciones ante estímulos ambientales. Estas reacciones se pueden catalogar como de locomoción, secreción mucoide, contractibilidad y cambio de coloración.
Un género de esponjas que ha sido muy estudiado es Aplysina debido a los metabolitos secundarios aislados a partir de ellas han demostrado tener marcada actividad biológica. Los estudios llegaron a la conclusión de que estas esponjas se encuentran defendidas químicamente. Los metabolitos secundaros de las esponjas del género Aplysina también presentan actividad antimicrobiana contra microbios aislados a partir de esponjas.
Se investigó la composición química de las especies del género Aplysina usando diferentes técnicas químicas. Extractos crudos fueron analizados mediante un cromatógrafo líquido. Fueron objeto de estudio 10 especies de Aplysina recolectadas de diversos lugares. Para analizar la eficacia de los metabolitos secundarios, se aislaron los 10 metabolitos mayoritarios (comunes a estas especies) y se sometieron a una serie de bioensayos.
Se realizaron ensayos con esponjas in-vivo del género Aplysina Los experimentos mostraron que estas transformaciones enzimáticas (defensas químicas) no ocurren en esponjas vivas y que posiblemente esta transformación es un artefacto ocasionado por la presencia de agua durante el proceso de extracción.
Los compuestos que actúan como disuadores de depredación fueron detectados mediante fraccionamiento guiado por bioensayos en acuario. En este ensayo se utilizaron extractos crudos, fracciones o compuestos puros donde son incorporados a un gel preparado a partir de calamar liofilizado carragenina y agua destilada. Se preparan una pequeñas cápsulas que son ofrecidas al pez Thalassoma bifasciatum. Los extractos crudos de las especies de género Aplysina son rechazados, estos contienen 8 a 10 compuestos puros. Haciendo mezclas reconstituidas se observó que eran menos palatables probablemente debido a aditivos de los compuestos. Estos resultados muestran que las complejas mezclas de metabolitos son efectivas defensas químicas contra depredación.
Las toxinas producidas por estas especies además de hacer que tengan un mal sabor para no ser devoradas, también actúan como antibióticos ante algunas bacterias potencialmente patógenas.
- FILO ARTRÓPODO
Los artrópodos son invertebrados que tienen un exoesqueleto articulado de quitina. Abarcan trilobitomorfos, merostomas, picnogónidos, arácnidos, crustáceos, miriápodos e insectos. Actualmente un 80% de ellas ocupa la Tierra. Tienen el cuerpo segmentado (metamerizado) con tendencia a la fusión de algunos metámeros para formar diferentes regiones. Algunos artrópodos son terrestres, otros acuáticos, y los hay que son parásitos de otros animales, principalmente de vertebrados.
Podemos hablar de dos tipos de defensas químicas animales contra los depredadores: coloración aposémica o advertidota y mimetismo.
- COLORACIÓN APOSEMÁTICA: la coloración aposémica es aquella adaptación en la cual los organismos presentan colores muy llamativos, principalmente rojos y amarillos, combinados con fondo negro y un sabor desagradable producido por un compuesto tóxico.
Algunos insectos adquieren esta defensa química acumulando toxinas de las plantas que comen. Es el ejemplo de la mariposa monarca. Esta retiene toxinas que adquiere al alimentarse de la planta Asclepia sp cuando es una larva. Si bien el monarca es resistente a la toxina, sus compuestos son desagradables y peligrosos para muchos animales. Los pájaros que tratan de comer al monarca no llegan a finalizar el acto como consecuencia de su mal sabor.
Animales con una defensa química o una efectiva defensa física, como una mordida o un piquete doloroso y/o venenoso presentan, a menudo, coloraciones brillantes y llamativas.
De esta manera las especies no tóxicas van a poder sobrevivir a los ataques de los depredadores.
En mariposas encontramos un gran número de ejemplos sobre mimetismo.
Un tipo de defensas químicas típicas de este grupo son las defensas glandulares. El efecto irritativo y repelente de esta defensa tiene una corta duración, generalmente mientras dura el ataque. Algunos artrópodos son capaces de absorber por las mismas glándulas el sobrante de los líquidos defensivos después del ataque.
Muchos artrópodos tienen la habilidad de rociar sus secreciones defensivas con mayor o menor precisión y hasta cierta distancia. El escarabajo Galerita janus, rocía una secreción que contiene ácido fórmico y que proviene de dos glándulas que se abren en el extremo de su abdomen junto al ano. El escarabajo rocía con una glándula o la otra, dependiendo de que lado se le perturbe, y controla la distancia de la descarga flexionando, más o menos, la punta del abdomen.
Los artrópodos, por regla general, descargan sólo en respuesta al estímulo por contacto directo.
DEFENSAS QUÍMICAS Y ANTIPREDACIÓN
En la depredación, una interacción cuando una especie ingiere a otra, al consumidor se le llama depredador y a la especie del que se alimenta presa. Este término no solo se utiliza para señalar el caso de que unos animales es comen a otros, sino también para interacciones plantas-herbívoros, cuando la planta es la presa.
Ninguna especie está libre por completo de la depredación, es especial los jóvenes. Con el paso del tiempo han evolucionado mecanismos de defensa para no ser comido en cada especie. Algunas de ellas se desarrollan demasiado grandes como para ser atacadas por ciertos depredadores, como por ejemplo el caso del cuerpo tan grande que han adquirido los elefantes ante el ataque de otros depredadores.
Otras especies pueden huir o esconderse, y gran cantidad de especies de plantas y animales cuentan con armaduras de protección como espinas o glándulas externas que producen sustancias químicas nocivas. Estos y otros mecanismos contra los depredadores han evolucionado a través la selección natural, conforme interactúen los depredadores y presas. Algunas interacciones de los depredadores y las presas ilustran el concepto de coevolución, una serie de adaptaciones recíprocas en dos especies.
Las defensas animales contra los depredadores son muy diversas. Las defensas mecánicas como las púas del puerco espín pueden ser las más obvias, pero las defensas químicas también están muy difundidas. Los animales con defensas químicas efectivas con frecuencia tienen colores brillantes, una advertencia para los depredadores. Un ejemplo de esto: la rana venenosa, un habitante de las selvas tropicales en Costa Rica, advierte sobre los alcaloides mortíferos de su piel.
En la depredación, una interacción cuando una especie ingiere a otra, al consumidor se le llama depredador y a la especie del que se alimenta presa. Este término no solo se utiliza para señalar el caso de que unos animales es comen a otros, sino también para interacciones plantas-herbívoros, cuando la planta es la presa.
Ninguna especie está libre por completo de la depredación, es especial los jóvenes. Con el paso del tiempo han evolucionado mecanismos de defensa para no ser comido en cada especie. Algunas de ellas se desarrollan demasiado grandes como para ser atacadas por ciertos depredadores, como por ejemplo el caso del cuerpo tan grande que han adquirido los elefantes ante el ataque de otros depredadores.
Otras especies pueden huir o esconderse, y gran cantidad de especies de plantas y animales cuentan con armaduras de protección como espinas o glándulas externas que producen sustancias químicas nocivas. Estos y otros mecanismos contra los depredadores han evolucionado a través la selección natural, conforme interactúen los depredadores y presas. Algunas interacciones de los depredadores y las presas ilustran el concepto de coevolución, una serie de adaptaciones recíprocas en dos especies.
Las defensas animales contra los depredadores son muy diversas. Las defensas mecánicas como las púas del puerco espín pueden ser las más obvias, pero las defensas químicas también están muy difundidas. Los animales con defensas químicas efectivas con frecuencia tienen colores brillantes, una advertencia para los depredadores. Un ejemplo de esto: la rana venenosa, un habitante de las selvas tropicales en Costa Rica, advierte sobre los alcaloides mortíferos de su piel.
Microalgas
OBJETO DE ESTUDIO A LO LARGO DEL TIEMPO
Las microalgas fueron los primeros organismos con capacidad de fotosíntesis y uno de los principales agentes en la creación de la actual atmósfera terrestre. El término microalga engloba un grupo muy diversificado de microorganismos fotosintéticos, procariotas y eucariotas. Gracias a su diversidad y a su gran capacidad de adaptación se encuentran ampliamente distribuidas por toda la biosfera.
Las microalgas son microorganismos que contienen clorofila a y otros pigmentos fotosintéticos, capaces de realizar fotosíntesis oxigénica. Se les reconoce como los más eficientes conversores de energía solar.
El número de taxones es elevado, se cuentan hasta ahora más de 30.000 especies de microalgas sobrepasando las 10.000 especies de cianofíceas y clorofíceas, representando en la actualidad un recurso prácticamente inexplorado, ya que solamente unas 50 especies han sido estudiadas con detalle desde el punto de vista fisiológico y bioquímico.
Las microalgas han sido objeto de estudio desde hace mucho tiempo. Su estudio comenzó en 1890, cuando el microbiólogo holandés Biejelinçk estableció cultivos puros de una microalga de agua dulce: Chlorella vulgaris. A continuación, en 1919 Otto Warburg consiguió cultivos densos de Chlorella en el labortorio, a partir de este cultivo y otros muchos más se pudieron trabajar en el estudio de la fotosíntesis.
Chlorella es un género de algas verdes de unicelulares, del Filo Chlorophyta. De forma esférica, cerca de 2-10 μm de diámetro, sin flagelo. Chlorella contiene los pigmentos verdes fotosintetizadotes clorofila-a y -b en su cloroplasto. A través de la fotosíntesis se multiplica rápidamente requiriendo solo dióxido de carbono, agua, luz solar, y pequeñas cantidades de minerales, para reproducirse.
(foto)
Con el paso del tiempo se estimuló el desarrollo de sistemas de cultivo masivo de microalgas, cada vez se les adjudicaba un mayor número de ventajas para el desarrollo de la vida. Se comenzó a considerar la biomasa microalgal como un suplemento importante e, incluso, capaz de reemplazar las proteínas animales o vegetales convencionales para consumo directo del ganado o del hombre, acortando la ineficiente cadena alimentaria proteica.
Uno de los cultivos que mayor éxito tuvo en cuanto a sus propiedades terapéuticas y su contenido en ß-caroteno fue la Dunaliella.
(foto)
Gracias al estudio de estos cultivos masivos de microalgas se pudieron observar que han desarrollado diferentes estrategias de supervivencia en condiciones extremas como son:
- La síntesis de sustancias mucilaginosas extracelulares para protegerse del estrés hidrodinámico.
- La acumulación intracelular de pequeñas moléculas con funciones osmorreguladoras en medios salinos.
- La síntesis de pigmentos fotoprotectores o bien accesorios de la fotosíntesis para cultivos con intensidades de iluminación altas o bajas, respectivamente.
- La acumulación de productos tales como lípidos o polisacáridos bajo condiciones de limitación en el uso del nitrógeno.
Las microalgas fueron los primeros organismos con capacidad de fotosíntesis y uno de los principales agentes en la creación de la actual atmósfera terrestre. El término microalga engloba un grupo muy diversificado de microorganismos fotosintéticos, procariotas y eucariotas. Gracias a su diversidad y a su gran capacidad de adaptación se encuentran ampliamente distribuidas por toda la biosfera.
Las microalgas son microorganismos que contienen clorofila a y otros pigmentos fotosintéticos, capaces de realizar fotosíntesis oxigénica. Se les reconoce como los más eficientes conversores de energía solar.
El número de taxones es elevado, se cuentan hasta ahora más de 30.000 especies de microalgas sobrepasando las 10.000 especies de cianofíceas y clorofíceas, representando en la actualidad un recurso prácticamente inexplorado, ya que solamente unas 50 especies han sido estudiadas con detalle desde el punto de vista fisiológico y bioquímico.
Las microalgas han sido objeto de estudio desde hace mucho tiempo. Su estudio comenzó en 1890, cuando el microbiólogo holandés Biejelinçk estableció cultivos puros de una microalga de agua dulce: Chlorella vulgaris. A continuación, en 1919 Otto Warburg consiguió cultivos densos de Chlorella en el labortorio, a partir de este cultivo y otros muchos más se pudieron trabajar en el estudio de la fotosíntesis.
Chlorella es un género de algas verdes de unicelulares, del Filo Chlorophyta. De forma esférica, cerca de 2-10 μm de diámetro, sin flagelo. Chlorella contiene los pigmentos verdes fotosintetizadotes clorofila-a y -b en su cloroplasto. A través de la fotosíntesis se multiplica rápidamente requiriendo solo dióxido de carbono, agua, luz solar, y pequeñas cantidades de minerales, para reproducirse.
(foto)
Con el paso del tiempo se estimuló el desarrollo de sistemas de cultivo masivo de microalgas, cada vez se les adjudicaba un mayor número de ventajas para el desarrollo de la vida. Se comenzó a considerar la biomasa microalgal como un suplemento importante e, incluso, capaz de reemplazar las proteínas animales o vegetales convencionales para consumo directo del ganado o del hombre, acortando la ineficiente cadena alimentaria proteica.
Uno de los cultivos que mayor éxito tuvo en cuanto a sus propiedades terapéuticas y su contenido en ß-caroteno fue la Dunaliella.
(foto)
Gracias al estudio de estos cultivos masivos de microalgas se pudieron observar que han desarrollado diferentes estrategias de supervivencia en condiciones extremas como son:
- La síntesis de sustancias mucilaginosas extracelulares para protegerse del estrés hidrodinámico.
- La acumulación intracelular de pequeñas moléculas con funciones osmorreguladoras en medios salinos.
- La síntesis de pigmentos fotoprotectores o bien accesorios de la fotosíntesis para cultivos con intensidades de iluminación altas o bajas, respectivamente.
- La acumulación de productos tales como lípidos o polisacáridos bajo condiciones de limitación en el uso del nitrógeno.
DINOFLAGELADOS
Los Dinoflagelados corresponden a un grupo del fitoplancton principalmente marino de cuyo tamaño fluctúa entre 20 y 500μm, por lo que se les ubica dentro del microplancton (aunque algunos como los del género Noctiluca puede alcanzar hasta 2mm de diámetro). Los dinoflagelados vivientes son protistas, principalmente planctónicos que se mueven en el agua gracias a dos flagelos desiguales y contienen pigmentos rojo-anaranjados. 
El ciclo vital de muchas especies de dinoflagelados presenta dos estadios principales. Uno móvil en el cual la célula está envuelta en una membrana llamada amfiesma y ocasionalmente por una estructura celulósica llamada TECA. En el otro estadio, la célula es inmóvil y se encuentra dentro de un QUISTE, el cual en ocasiones está hecho de un material proteínico muy resistente (se puede fosilizar).
Para la clasificación pueden ser divididos en dos grandes grupos diferenciados por la presencia o ausencia de placas, por lo que se les denomina TECADOS o ATECADOS respectivamente.
Los dinoflagelados tienen estrategias de vida complejas. Algunas especies de dinoflagelados producen una serie de compuestos químicos que pueden ser tóxicos para la fauna y para el hombre a través de la cadena alimentaria, en particular por el envenenamiento de los mejillones. Los invertebrados que se alimentan de estos, adquieren la sustancia tóxica e incluso pueden almacenarla y tan solo se podrá eliminar lentamente.
Algunas otras son capaces de alcanzar un número muy elevado de células por litro y causar daños a la fauna local (mareas rojas). Todos estos fenómenos perjudiciales para el hombre o el ecosistema se denominan proliferaciones algales nocivas (PAN) o HAB en inglés, acrónimo de “Harmful Algal Blooms”.
Las sustancias tóxicas, en su mayoría resistentes al calor de la cocción habitual, pueden interferir, en muy bajas concentraciones, con procesos fisiológicos normales como la conducción de los impulsos nerviosos, la absorción de agua y de alimentos en el intestino o el procesamiento de la memoria. De acuerdo a sus efectos tóxicos estos compuestos se han clasificado como toxinas marinas paralizantes, neurotóxicas, amnésicas, diarreicas y ciguatéricas; por ello cuando el marisco es ingerido por el hombre o por otros mamíferos, puede presentarse envenenamiento diarreico, envenenamiento paralítico y envenenamiento neurotóxico.
La toxina PSP probablemente de todas las toxinas de los moluscos, la que es conoce mejor es generada por los dinoflagelados como el Alexandrium catenella. Esta toxina afecta los nervios y actúa como paralizante de los impulsos nerviosos.
MAREAS ROJAS
La Marea Roja es un fenómeno natural caracterizado por un aumento de la concentración de ciertos organismos componentes del placton. Bajo ciertas condiciones ambientales adecuadas se produce un aumento exagerado de organismos fitoplanctónicos (especialmente dinoflagelados), lo que se conoce como florecimiento, floraciones algales o "bloom", causando grandes cambios de coloración del agua debido a que poseen pigmentos con los que captan la luz del sol. Estos pigmentos pueden ser de color rojo, amarillo, verde, café o combinaciones, siendo la más frecuente la coloración rojiza. de ahí que se ha generalizado mundialmente el término "Marea Roja".
Las mareas rojas presentan un gran riesgo para la salud humana. Podemos hacer un resumen de las principales toxinas y sus efectos en el ser humano:
- Veneno Paralizante de los Mariscos (VPM), la toxina (compuesta por diferentes toxinas, que tienen diferentes grados o poderes de toxicidad) se une a receptores neuronales (canales de sodio), impidiendo o bloqueando el impulso nervioso. Esto provoca en el ser humano una parálisis progresiva en todo el cuerpo que termina con un paro cardio-respiratorio, provocando la muerte de la persona si ella no está cerca de un centro asistencial. Esta toxina es la más nociva de las que existen y el grado de toxicidad en los moluscos varía entre uno y otro. Se pueden encontrar mariscos que por unidad están muy contaminados (lo que podría provocar la muerte de una persona en pocos minutos) y otros con bajas concentraciones de la toxina. Toxina producida por un dinoflagelado denominado Alexandrium Catenella.
- Veneno Diarreico de los Mariscos (VDM), está también conformada por varios tipos de toxinas, de las cuales el Acido Okadaico (ácido graso), es el mas potente. Esta toxina provoca una inhibición de proteínas fosfatasas que están en las célula del epitelio intestinal, lo que genera finalmente salida de agua hacia el exterior. Esto origina finalmente una diarrea. Esta toxina es producida por otro dinoflagelado llamado Dinophysis acuta.
- Veneno Amnésico de los Mariscos (VAM), el Acido Domoico (aminoácido). Es un compuesto excitatorio de los llamados neuroexitantes o excitotoxinas que interfieren con mecanismos de neurotransmisión, provocando daño a la celula neuronal y muerte celular. En el hombre este daño está asociado con la pérdida de la memoria de corto plazo y en algunos casos con la muerte de la persona. Esta toxina es producida por la Diatomea Pseudonitzchia sp. En nuestro país se ha hallado esta microalga en los canales de la XII región, pero jamas se ha detectado un FAN o Marea Roja que produzca este tipo de veneno.
- Veneno de la ciguatera de los peces (VCP), produce sintomas gastrointestinales, neurogicos, y cardiovasculares. Generalmente, diarrea, vomitos, y dolores en el abdomen seguidos de disfunciones neurológicas acompañadas de cambios de temperatura, dolores musculares, mareos, ansiedad. Dependiendo del caso puede producir la muerte, y la recuperación puede tardar entre días y meses.
- Veneno Neurotóxico del Marisco (VNM) produce sindrome de intoxicación aproximadamente identico al que produce la cicatera. En este caso,se producen aerosoles por acción del oleaje y pueden producir asma como síntomas. No sen han encontrado casos donde se haya producido la muerte, y al contrario de la cigatera la recuperación se consigue en días.
Aminoácidos no proteicos
Aminoácidos No Proteicos
-GENERALIDADES
Las proteínas son compuestas por la unión de una veintena de aminoácidos. Todos los demás son los denominados NPAA (aminoácidos no proteicos)
La estructura de estos a.a. está compuesta por un grupo carboxilo + un grupo amino en cualquier posición (α, β o γ) y su distribución está restringida a géneros, o pequeños grupos de géneros dentro de una misma familia.
Algunos de estos a.a. son metabolitos 1ºs, tales como la Ornitina (biosíntesis de Arginina), el δ-aminolevulínico (precursor del clf) o el ácido 1-aminoaciclopropano-1-carboxílico (síntesis de etileno)-
Estos aminoácidos son particularmente abundantes en leguminosas
-CLASIFICACIÓN
• Aa ácidos -> γ-hidroxiglu , 3-carboxiphe…
• Aa básicos -> canavanina, indospicina
• Azufrados -> Homólogos de la cisteína (Brassicaceae)
• Seleniados -> Homólogos de la cisteína, meteonina…
• Cíclicos -> Ciclopropánicos, ciclopenténicos
• Heterocíclicos -> Furánicos, dihidropirínicos, imidazólicos, pirazólicos, pirimidínicos
• Iminoácidos
o Derivados de la prolina u homólogos inferiores (ácido acetidincarboxílico) o superiores (ácido pipecólico)
• Aromáticos -> Mimosina
-FUNCIONES
-Fitoalexina -> β-aminobutírico o mimosina
-Inhiben crecimiento de fungis
-Alelopatía -> β-(isoxazolin-5-on-2-il)-alanina de guisantes
-Disminuye la longitud de la raíz
-Produce necrosis en lechuga
-Conservación y supervivencia de la especie
-Algunos NPAA evitan al formación del tubo polínico de otras especies
-Almacenamiento de N en la semilla -> HomoArginina Canavanina
-Toxicidad en depredadores
-Algunos NPAA son homólogos de otros a.a. e interfieren en la síntesis de proteínas
-Proteínas no funcionales o bloqueo en la traducción
-BIOSÍNTESIS
Los NPAA pueden formarse de dos formas diferentes, bien por modificación de a.a. protéicos o por la transaminación de α-cetoácidos de proteicos. Esta biosíntesis no siempre se produce de la forma aparentemente más sencilla, pudiendo existir rutas diferentes para un mismo NPAA.
Se conocen datos de enzimas relacionadas con algunos de los NPAA más importantes ( mimoosina, canavanina, latirina..)
-METABOLISMO
Para este apartado, hemos tomado como ejemplo el caso de la Canavinina; en el que se realiza una ruta desde los cotiledones hasta los tejidos en crecimiento, aprovechando en su totalidad el N presente.
(FALTA METER LA RUTA METABÓLICA)
-TOXICIDAD
LATIRISMO
Se trata de una intoxicación propia del Mediterráneo, Asia Menor e India, producida por el consumo continuado durante mese de diferentes almortas del género Lathyrus (Fabeaceae)
Los agentes responsables del latirismo son el BAPN (β-aminopropionitrilo), que en plantas se encuentra como β-(γ-L-glutamil)-aminopropionitrilo, causante de osteolatirismo y el ODAP (β-N-oxalil-L-α; β-diaminopropionico) causante a su vez de neurolatirismo
Osteolatirismo en animales: Se trata de un ataque a los constituyentes del colágeno y una falta de cohesión entre la matriz de cartílago y las placas epifisarias. Por ello produce deformaciones en las uniones óseas y el esqueleto, así como afecciones en los tendones.
Neurolatirismo en humanos: Se trata de una lesión medular que produce rigidez, pérdida de fuerza muscular en las piernas y afecciones en los ligamentos.
Algunas especies del género Vicia pueden generar neurolatirismo en ganado por NPAA simiarres a β-ciano-L-Alanina
MIMOSINA
Género Leuceiena y otras Mimosaceae del SE de Asia y Australia. Inhibe la síntesis de proteínas y ácidos nucleicos, causando caída capilar, perdida de apetito y peso y retrasos en el crecimiento por alteraciones en la tiroides.
HIPOGLICINAS
Intoxicación por consumo de arilos de Bligia Sapida (Sapindaceae), propia del Caribe y Florida. Los agentes tóxicos, presentes en arilos inmaduros son la HipoGlicina A (ácido metilenciclopropánico) y la HipoGlicina B (HipoGlicina A + ácido glutámico).
La ingesta de arilos inmaduros y/o semillas da lugar a hipoglucemia severa e hipocalemia; dando como resultado fuertes vómitos, convulsiones, el coma e incluso la muerte.
-GENERALIDADES
Las proteínas son compuestas por la unión de una veintena de aminoácidos. Todos los demás son los denominados NPAA (aminoácidos no proteicos)
La estructura de estos a.a. está compuesta por un grupo carboxilo + un grupo amino en cualquier posición (α, β o γ) y su distribución está restringida a géneros, o pequeños grupos de géneros dentro de una misma familia.
Algunos de estos a.a. son metabolitos 1ºs, tales como la Ornitina (biosíntesis de Arginina), el δ-aminolevulínico (precursor del clf) o el ácido 1-aminoaciclopropano-1-carboxílico (síntesis de etileno)-
Estos aminoácidos son particularmente abundantes en leguminosas
-CLASIFICACIÓN
• Aa ácidos -> γ-hidroxiglu , 3-carboxiphe…
• Aa básicos -> canavanina, indospicina
• Azufrados -> Homólogos de la cisteína (Brassicaceae)
• Seleniados -> Homólogos de la cisteína, meteonina…
• Cíclicos -> Ciclopropánicos, ciclopenténicos
• Heterocíclicos -> Furánicos, dihidropirínicos, imidazólicos, pirazólicos, pirimidínicos
• Iminoácidos
o Derivados de la prolina u homólogos inferiores (ácido acetidincarboxílico) o superiores (ácido pipecólico)
• Aromáticos -> Mimosina
-FUNCIONES
-Fitoalexina -> β-aminobutírico o mimosina
-Inhiben crecimiento de fungis
-Alelopatía -> β-(isoxazolin-5-on-2-il)-alanina de guisantes
-Disminuye la longitud de la raíz
-Produce necrosis en lechuga
-Conservación y supervivencia de la especie
-Algunos NPAA evitan al formación del tubo polínico de otras especies
-Almacenamiento de N en la semilla -> HomoArginina Canavanina
-Toxicidad en depredadores
-Algunos NPAA son homólogos de otros a.a. e interfieren en la síntesis de proteínas
-Proteínas no funcionales o bloqueo en la traducción
-BIOSÍNTESIS
Los NPAA pueden formarse de dos formas diferentes, bien por modificación de a.a. protéicos o por la transaminación de α-cetoácidos de proteicos. Esta biosíntesis no siempre se produce de la forma aparentemente más sencilla, pudiendo existir rutas diferentes para un mismo NPAA.
Se conocen datos de enzimas relacionadas con algunos de los NPAA más importantes ( mimoosina, canavanina, latirina..)
-METABOLISMO
Para este apartado, hemos tomado como ejemplo el caso de la Canavinina; en el que se realiza una ruta desde los cotiledones hasta los tejidos en crecimiento, aprovechando en su totalidad el N presente.
(FALTA METER LA RUTA METABÓLICA)
-TOXICIDAD
LATIRISMO
Se trata de una intoxicación propia del Mediterráneo, Asia Menor e India, producida por el consumo continuado durante mese de diferentes almortas del género Lathyrus (Fabeaceae)
Los agentes responsables del latirismo son el BAPN (β-aminopropionitrilo), que en plantas se encuentra como β-(γ-L-glutamil)-aminopropionitrilo, causante de osteolatirismo y el ODAP (β-N-oxalil-L-α; β-diaminopropionico) causante a su vez de neurolatirismo
Osteolatirismo en animales: Se trata de un ataque a los constituyentes del colágeno y una falta de cohesión entre la matriz de cartílago y las placas epifisarias. Por ello produce deformaciones en las uniones óseas y el esqueleto, así como afecciones en los tendones.
Neurolatirismo en humanos: Se trata de una lesión medular que produce rigidez, pérdida de fuerza muscular en las piernas y afecciones en los ligamentos.
Algunas especies del género Vicia pueden generar neurolatirismo en ganado por NPAA simiarres a β-ciano-L-Alanina
MIMOSINA
Género Leuceiena y otras Mimosaceae del SE de Asia y Australia. Inhibe la síntesis de proteínas y ácidos nucleicos, causando caída capilar, perdida de apetito y peso y retrasos en el crecimiento por alteraciones en la tiroides.
HIPOGLICINAS
Intoxicación por consumo de arilos de Bligia Sapida (Sapindaceae), propia del Caribe y Florida. Los agentes tóxicos, presentes en arilos inmaduros son la HipoGlicina A (ácido metilenciclopropánico) y la HipoGlicina B (HipoGlicina A + ácido glutámico).
La ingesta de arilos inmaduros y/o semillas da lugar a hipoglucemia severa e hipocalemia; dando como resultado fuertes vómitos, convulsiones, el coma e incluso la muerte.
jueves, 18 de marzo de 2010
TANINOS (no he encontrado mucho... :( )
Los taninos son compuestos fenólicos poliméricos que se unen a proteínas desnaturalizándolas. Se tratan de sustancias amorfas que con el agua forman coloides de reacción ácida y sabor muy acre. Son de alto peso molecular (500-3000 Daltons) y se localizan en vacuolas combinados con alcaloides y proteínas. El nombre de tanino procede de la antigua práctica de utilizar extractos vegetales para convertir la piel animal en cuero (en el curtido, se unen al colágeno aumentando su resistencia al calor, al agua y a microorganismos). Existen dos categorías: taninos condensados y taninos hidrolizables.
Los taninos condensados son polímeros de unidades de flavonoides unidas por enlaces C-C, los cuales no pueden ser hidrolizados pero sí oxidados por un ácido fuerte para rendir antocianidinas. Los taninos hidrolizables son polímeros heterogéneos que contienen ácidos fenólicos, sobre todo ácido gálico y azúcares simples; son más pequeños que los condensados y se hidrolizan más fácilmente.
Generalmente son toxinas debido a su capacidad de unirse a proteínas. También actúan como repelentes alimenticios de muchos animales que evitan, en el caso de los mamíferos, plantas o partes de plantas que contienen altas concentraciones de taninos. Esto ocurre en los frutos inmaduros en los que se concentran los taninos en la piel. Sin embargo, los taninos del vino tinto tienen efecto beneficioso en la salud humana al bloquear la formación de endotelina-1, una molécula señal que provoca vasoconstricción.
Cualquiera sea el mecanismo por el que ocurra la unión proteína-tanino, este proceso tiene un impacto negativo en la nutrición de los herbívoros. Los taninos pueden inactivar las enzimas digestivas de los herbívoros y crear complejos agregados de taninos y proteínas de plantas que son difíciles de digerir.
Los herbívoros que habitualmente se alimentan de material rico en taninos parecen poseer algunas interesantes adaptaciones para eliminar los taninos de sus sistemas digestivos. Por ejemplo, algunos mamíferos como los ratones y los conejos, producen proteínas en la saliva que tienen un alto contenido de prolina (25-45%), que tiene una gran afinidad por los taninos. La secreción de estas proteínas es inducida por la ingestión de comida con un alto contenido de taninos, y su efecto es la disminución en una medida importante de los efectos adversos de la ingestión de taninos-La alta cantidad de residuos de prolina le otorga a estas proteínas una conformación muy flexible y abierta, y un alto grado de hidrofobia que facilita su unión con los taninos.
Los taninos de las plantas también funcionan como defensas contra los microorganismos. Por ejemplo, el corazón de madera muerta de muchos árboles contiene altas concentraciones de taninos que ayudan a prevenir el desmoronamiento por ataques de hongos y bacterias patógenos.
Los taninos condensados son polímeros de unidades de flavonoides unidas por enlaces C-C, los cuales no pueden ser hidrolizados pero sí oxidados por un ácido fuerte para rendir antocianidinas. Los taninos hidrolizables son polímeros heterogéneos que contienen ácidos fenólicos, sobre todo ácido gálico y azúcares simples; son más pequeños que los condensados y se hidrolizan más fácilmente.
Generalmente son toxinas debido a su capacidad de unirse a proteínas. También actúan como repelentes alimenticios de muchos animales que evitan, en el caso de los mamíferos, plantas o partes de plantas que contienen altas concentraciones de taninos. Esto ocurre en los frutos inmaduros en los que se concentran los taninos en la piel. Sin embargo, los taninos del vino tinto tienen efecto beneficioso en la salud humana al bloquear la formación de endotelina-1, una molécula señal que provoca vasoconstricción.
Cualquiera sea el mecanismo por el que ocurra la unión proteína-tanino, este proceso tiene un impacto negativo en la nutrición de los herbívoros. Los taninos pueden inactivar las enzimas digestivas de los herbívoros y crear complejos agregados de taninos y proteínas de plantas que son difíciles de digerir.
Los herbívoros que habitualmente se alimentan de material rico en taninos parecen poseer algunas interesantes adaptaciones para eliminar los taninos de sus sistemas digestivos. Por ejemplo, algunos mamíferos como los ratones y los conejos, producen proteínas en la saliva que tienen un alto contenido de prolina (25-45%), que tiene una gran afinidad por los taninos. La secreción de estas proteínas es inducida por la ingestión de comida con un alto contenido de taninos, y su efecto es la disminución en una medida importante de los efectos adversos de la ingestión de taninos-La alta cantidad de residuos de prolina le otorga a estas proteínas una conformación muy flexible y abierta, y un alto grado de hidrofobia que facilita su unión con los taninos.
Los taninos de las plantas también funcionan como defensas contra los microorganismos. Por ejemplo, el corazón de madera muerta de muchos árboles contiene altas concentraciones de taninos que ayudan a prevenir el desmoronamiento por ataques de hongos y bacterias patógenos.
miércoles, 17 de marzo de 2010
martes, 16 de marzo de 2010
lunes, 15 de marzo de 2010
ALCALOIDES (faltan poner dibujos de las moléculas, no los he puesto xq tp se cuanto espacio tendrán que ocupar..xD)
ALCALOIDES
Los alcaloides son compuestos heterocíclicos que generalmente se sintetizan a partir de aminoácidos, tales como triptófano, tirosina, fenilalanina, lisina, arginina y ornitina, solos o combinados con terpenoides. También se pueden derivar de purinas y del acetato de los policétidos.
Los alcaloides se pueden dividir en los siguientes grupos: alcaloides isoquinoléicos, alcaloides quinolizidínicos, alcaloides pirrolizidínicos, alcaloides tropánicos y alcaloides indólicos (Fachinni, 2001). Por su similitud química a moléculas que participan en la transmisión de las señales del sistema nervioso, el efecto tóxico de los alcaloides radica en su capacidad de bloquear de bloquear neuroreceptores, intermediarios de la transducción de la señal neuronal y canales iónicos de vertebrados e insectos. Mientras que sus efectos inhibitorios del crecimiento de microrganismos patógenos están dados por su capacidad de intercalarse con el DNA, de detener la síntesis de proteínas, inducir la apoptosis e inhibir las enzimas del metabolismo de carbohidratos (Wink y Schimmer, 1999). En general, la síntesis constructiva de alcaloides se incrementa en respuesta a la herida producida por los insectos depredadores; sin embargo otros alcaloides como los N-acil derivados de la nicotina de Nicotiana sylvestris Speg. Y comes son son sintetizados de novo y sólo cuando las plantas son heridas. La cantidad de derivados de nicotina que se acumulan en als hojas hervidas basta para reducir el consumo y el crecimiento de las larvas de Manduca sexta L. (Baldwin y Ohnmeiss, 1993). La berberina, palmatina y la sanginarina son alcaloides isoquinoléicos tóxicos a insectos y vertebrados, pero también inhiben el crecimiento de bacterias, hongos y virus. Estos alcaloides reaccionan con grupos aniónicos y grupos nucleofílicos de aminoácidos o de otras moléculas como receptores y enzimas, inhibiendo su función. Los receptores adrenérgicos, nicotinérgicos, muscarinérgicos y de la serotonina son blancos de unión de estos compuestos. Así mismo, inhiben a asl enzimas necesarias para la síntesis y el rompimiento del neurotransmisor acetilcolina, impidiendo la transducción de la señal neuronal de insectos y vertebrados. La interacción de estos alcaloides con el DNA, als proteínas y enzimas de la transcripción, contribuye a los efectos aleloquímicos y tóxicos contra bacterias, hongos, virus, insectos, vertebrados y otras plantas.
Los alcaloides quinolizidínicos tales como la esparteína, la lupanina y la 13-tigloiloxilupanina quizás funcionan inhibiendo la síntesis de proteínas y los receptores de acetilcolina, mientras q la N-metilcistisina, la anagirina y la citisina presentan actividad nematicida, y otros como la matrina y la esparteína reducen al movilidad de helmintos. La multiplicación de virus, el crecimiento de hongos y de bacterias también pueden inhibirse con la esparteína de lupinos (Lupinus spp.)(Wink, 1992; Wink y schimmer, 1999). De igual forma, otros alcaloides de lupinos, tales como la lupanina, angustifolina, 13-hidroxilupanina y la gramina, también tienen un efecto bactericida. Como se mencionó anteriormente, algunos alcaloides se sintetizan como parte de una respuesta general de defensa de las plantas; sin embargo, se conocen insectos parásitos que evitan esta respuesta de defensa asimilando, transportando y almacenando estos compuestos para su propio beneficio. Estos insectos se especializan en utilizar los alcaloides de la planta en la síntesis de sus ferohormonas o de compuestos que tienen actividad en contra de sus propios depredadores.
Por ejemplo, las larvas de Uteheisa ornatrix L. secuestran a los alcaloides pirrolizidínicos de Crotalaria (Crotalaria spp.) y los retiene durante su metamorfosis hasta la etapa adulta. Durante el apareamiento, los alcaloides son utilizados para la síntesis de ferohormonas usadas como señales por el macho para atraer a la hembra. En la copulación, la hembra recibe alcaloides del macho que junto con sus alcaloides almacenados son transmitidos hasta el huevo, sirviendo de protección contra insectos depredadores. Debido a los alcaloides, tanto el huevo, como las larvas y los adultos muestran sabores desagradables para sus depredadores. Las betacianinas son cromoalcaloides que dan una pigmentación rojo-violeta a plantas del orden Caryophyllales. Estos compuestos presentan una actividad antioxidante en ensayos in vitro usando sistemas de origen animal. En general, la actividad antioxidante de las betacianinas es mayor a la de otros compuestos antioxidantes conocidos, tales como el ácido ascórbico, la catequina, la rutina y el α-tocoferol. Recientemente se demostró que cuando las hojas de betabel (Beta vulgaris L.) son heridas o infiltradas con bacterias, o bien con un sistema que genera H2O2, se induce la síntesis de betacianinas. Por su capacidad antioxidante, es posible que las betacianinas atrapen el exceso de ERO preducido bajo estas condiciones de estrés y así contribuyan a mantener el estado de oxidación-reducción, que es tóxico para la misma célula.
Los alcaloides son compuestos heterocíclicos que generalmente se sintetizan a partir de aminoácidos, tales como triptófano, tirosina, fenilalanina, lisina, arginina y ornitina, solos o combinados con terpenoides. También se pueden derivar de purinas y del acetato de los policétidos.
Los alcaloides se pueden dividir en los siguientes grupos: alcaloides isoquinoléicos, alcaloides quinolizidínicos, alcaloides pirrolizidínicos, alcaloides tropánicos y alcaloides indólicos (Fachinni, 2001). Por su similitud química a moléculas que participan en la transmisión de las señales del sistema nervioso, el efecto tóxico de los alcaloides radica en su capacidad de bloquear de bloquear neuroreceptores, intermediarios de la transducción de la señal neuronal y canales iónicos de vertebrados e insectos. Mientras que sus efectos inhibitorios del crecimiento de microrganismos patógenos están dados por su capacidad de intercalarse con el DNA, de detener la síntesis de proteínas, inducir la apoptosis e inhibir las enzimas del metabolismo de carbohidratos (Wink y Schimmer, 1999). En general, la síntesis constructiva de alcaloides se incrementa en respuesta a la herida producida por los insectos depredadores; sin embargo otros alcaloides como los N-acil derivados de la nicotina de Nicotiana sylvestris Speg. Y comes son son sintetizados de novo y sólo cuando las plantas son heridas. La cantidad de derivados de nicotina que se acumulan en als hojas hervidas basta para reducir el consumo y el crecimiento de las larvas de Manduca sexta L. (Baldwin y Ohnmeiss, 1993). La berberina, palmatina y la sanginarina son alcaloides isoquinoléicos tóxicos a insectos y vertebrados, pero también inhiben el crecimiento de bacterias, hongos y virus. Estos alcaloides reaccionan con grupos aniónicos y grupos nucleofílicos de aminoácidos o de otras moléculas como receptores y enzimas, inhibiendo su función. Los receptores adrenérgicos, nicotinérgicos, muscarinérgicos y de la serotonina son blancos de unión de estos compuestos. Así mismo, inhiben a asl enzimas necesarias para la síntesis y el rompimiento del neurotransmisor acetilcolina, impidiendo la transducción de la señal neuronal de insectos y vertebrados. La interacción de estos alcaloides con el DNA, als proteínas y enzimas de la transcripción, contribuye a los efectos aleloquímicos y tóxicos contra bacterias, hongos, virus, insectos, vertebrados y otras plantas.
Los alcaloides quinolizidínicos tales como la esparteína, la lupanina y la 13-tigloiloxilupanina quizás funcionan inhibiendo la síntesis de proteínas y los receptores de acetilcolina, mientras q la N-metilcistisina, la anagirina y la citisina presentan actividad nematicida, y otros como la matrina y la esparteína reducen al movilidad de helmintos. La multiplicación de virus, el crecimiento de hongos y de bacterias también pueden inhibirse con la esparteína de lupinos (Lupinus spp.)(Wink, 1992; Wink y schimmer, 1999). De igual forma, otros alcaloides de lupinos, tales como la lupanina, angustifolina, 13-hidroxilupanina y la gramina, también tienen un efecto bactericida. Como se mencionó anteriormente, algunos alcaloides se sintetizan como parte de una respuesta general de defensa de las plantas; sin embargo, se conocen insectos parásitos que evitan esta respuesta de defensa asimilando, transportando y almacenando estos compuestos para su propio beneficio. Estos insectos se especializan en utilizar los alcaloides de la planta en la síntesis de sus ferohormonas o de compuestos que tienen actividad en contra de sus propios depredadores.
Por ejemplo, las larvas de Uteheisa ornatrix L. secuestran a los alcaloides pirrolizidínicos de Crotalaria (Crotalaria spp.) y los retiene durante su metamorfosis hasta la etapa adulta. Durante el apareamiento, los alcaloides son utilizados para la síntesis de ferohormonas usadas como señales por el macho para atraer a la hembra. En la copulación, la hembra recibe alcaloides del macho que junto con sus alcaloides almacenados son transmitidos hasta el huevo, sirviendo de protección contra insectos depredadores. Debido a los alcaloides, tanto el huevo, como las larvas y los adultos muestran sabores desagradables para sus depredadores. Las betacianinas son cromoalcaloides que dan una pigmentación rojo-violeta a plantas del orden Caryophyllales. Estos compuestos presentan una actividad antioxidante en ensayos in vitro usando sistemas de origen animal. En general, la actividad antioxidante de las betacianinas es mayor a la de otros compuestos antioxidantes conocidos, tales como el ácido ascórbico, la catequina, la rutina y el α-tocoferol. Recientemente se demostró que cuando las hojas de betabel (Beta vulgaris L.) son heridas o infiltradas con bacterias, o bien con un sistema que genera H2O2, se induce la síntesis de betacianinas. Por su capacidad antioxidante, es posible que las betacianinas atrapen el exceso de ERO preducido bajo estas condiciones de estrés y así contribuyan a mantener el estado de oxidación-reducción, que es tóxico para la misma célula.
miércoles, 3 de marzo de 2010
Introducción al seminario (por terminar)
1. EVOLUCIÓN DE LOS ORGANISMOS Y SUS MECANISMOS DE DEFENSA
Las defensas químicas antipredación no son más que, valga la redundancia, un intento de evitar ser devorado por otro organismo. Si bien estas defensas existían con anterioridad, desde el surgimiento de los primeros animales conocidos, como lo son la fauna de Ediacara, la concepción de depredación como relación biológica interespecífica surge en la explosión cámbrica, generalizada a partir de los yacimientos de Burgess Shale.
Tras la extinción masiva del Pérmico, de causas desconocidas, que significó la desaparición del 95% de la fauna marina, múltiples nichos ecológicos quedaron vacíos. Este hecho permitió una radiación adaptativa extrema, en la que surgieron todos los fila presentes en la actualidad junto con muchos otros y que no ha sido repetida en todo la Historia de los seres vivos.
Precisamente el hecho de que nunca haya tenido lugar una radiación adaptativa similar, o siquiera el surgimiento de un nuevo filo, pese a la aparición de nuevos nichos ecológicos, ha permitido especular acerca de una mayor plasticidad en el genoma de los organismos de esa época, que les confiriese un mayor potencial evolutivo.
Es en este lugar, Burgess Shale, donde se encuentran por primera vez organismos predadores. No solo eso, ya que los depredadores desempeñaban un papel importante en la comunidad de Burgess Shale, ya que este nivel superior de la pirámide ecológica estaba completamente ocupado y funcionaba. De esto se puede concluir que la estructura trófica fundamental de los metazoos marinos, que incluye la predación y sus consiguientes defensas, entre ellas las de tipo químico, tratadas en este seminario, se estableció temprano en la evolución.
Metabolismo
La totalidad de las reacciones químicas de un organismo se conocen como metabolismo. El metabolismo está constituido por miles de reacciones químicas que ocurren en una célula, dispuestas como vías metabólicas que se cruzan.
Algunos de las rutas metabólicas más importantes son: el ciclo de Krebs o la glucólisis. Además de las rutas del metabolismo primario, también existen otras rutas metabólicas que llevan a la formación de compuestos peculiares.
A estos se les denomina metabolismo secundario, el cual se define como un conjunto de reacciones bioquímicas que se producen de forma paralela al metabolismo primario. En microbiología se emplea un criterio de cinética de crecimiento para deficinir el metabolismo secundario: se describe como aquel que sucede en la fase estacionaria, es decir, cuando se ha producido la contención del crecimiento.
Existen multitud de metabolitos secundarios de interés industrial, tales como: antibióticos, pigmentos, antitumorales…
2. DEFENSAS QUÍMICAS Y ANTIPREDACIÓN
La gran cantidad de observaciones realizadas por Darwin sobre la distribución de los organismos y sus adaptaciones a ambientes específicos le llevaron a proponer que los factores ambientales que interactuaban con la variación dentro de las poblaciones podían producir cambios evolutivos.
Hoy en día, hay muchas más evidencias que indican que los acontecimientos que se producen en un marco de tiempo ecológico se traducen en efectos en una escala más prolongada de tiempo evolutivos. Efecto producido por la interacción entre depredadores y presa, por ejemplo: la selección de los ratones con pelajes de color que les permite camuflarse ante el ataque de un depredador.
El ambiente donde viven los organismos abarca compuestos abióticos y bióticos. Los individuos que viven en el mismo biotipo van a competir por el alimento.
La supervivencia de los organismos en un medio va a estar determinado por los factores abióticos y bióticos y en concreto entre los bióticos, la competencia con otros y los depredadores que se alimentaron de estos. Todo esto condujo a la aparición de mecanismos de defensa antipredación.
Durante millones de años de evolución, los organismos vivos se han adaptado para obtener nutrientes del alimento que consumen, siendo este la fuente principal de las proteínas, vitaminas y minerales necesarios para vivir.
Se ha desarrollado una escala jerárquica en el que se ven reflejadas las relaciones alimenticias entre organismos, así mismo, mediante esta escala podemos formular una serie de niveles tróficos cada uno de los cuales tendrá unas determinadas características.
Los niveles tróficos son:
- Consumidores terciarios: son los animales carnívoros que se alimentan de otros carnívoros.
- Consumidores secundarios: son los animales carnívoros que se alimentan de otros herbívoros.
- Consumidores primarios: son herbívoros.
- Productores
- Descomponedores: se alimentan de la carne muerta.
Sin embargo, cada organismo perteneciente a cada nivel se va a enfrentar a las defensas que sus presas han desarrollado para la supervivencia ante su ataque. Estas defensas pueden ser de varios tipos, pero las más importantes son las físicas, es decir, formaciones o estructuras en el cuerpo de la presa que le proporciona una protección superficial. El otro tipo de defensa es química, que pueden ir desde la producción de sustancias de sabor muy desagradable, síntesis de ciertas toxinas.
3. TIPOS DE DEFENSA: ORÍGEN DEL PRODUCTO QUÍMICO Y DE LA ESTRUCTURA
Los diversos compuestos químicos usados por los seres vivos para intentar sobrevivir en caso de sufrir una acción de predación tienen diversos orígenes, lo que evidencia una gran radiación de adaptaciones para conseguir la supervivencia.
Lo más común es que las toxinas procedan de metabolitos secundarios generados en otras cadenas metabólicas, siendo reutilizados para la defensa, como ocurre en gran número de plantas. Frente a esto, múltiples herbívoros han sido capaces de almacenar éstas toxinas con el propósito de usarlas en su propio beneficio, siendo este otro origen para la defensa. En último lugar se debe hacer referencia a compuestos que son creados de propio, y almacenados en glándulas destinadas a este fin, para uso explusivo de la defensa del organismo.
Las defensas químicas antipredación no son más que, valga la redundancia, un intento de evitar ser devorado por otro organismo. Si bien estas defensas existían con anterioridad, desde el surgimiento de los primeros animales conocidos, como lo son la fauna de Ediacara, la concepción de depredación como relación biológica interespecífica surge en la explosión cámbrica, generalizada a partir de los yacimientos de Burgess Shale.
Tras la extinción masiva del Pérmico, de causas desconocidas, que significó la desaparición del 95% de la fauna marina, múltiples nichos ecológicos quedaron vacíos. Este hecho permitió una radiación adaptativa extrema, en la que surgieron todos los fila presentes en la actualidad junto con muchos otros y que no ha sido repetida en todo la Historia de los seres vivos.
Precisamente el hecho de que nunca haya tenido lugar una radiación adaptativa similar, o siquiera el surgimiento de un nuevo filo, pese a la aparición de nuevos nichos ecológicos, ha permitido especular acerca de una mayor plasticidad en el genoma de los organismos de esa época, que les confiriese un mayor potencial evolutivo.
Es en este lugar, Burgess Shale, donde se encuentran por primera vez organismos predadores. No solo eso, ya que los depredadores desempeñaban un papel importante en la comunidad de Burgess Shale, ya que este nivel superior de la pirámide ecológica estaba completamente ocupado y funcionaba. De esto se puede concluir que la estructura trófica fundamental de los metazoos marinos, que incluye la predación y sus consiguientes defensas, entre ellas las de tipo químico, tratadas en este seminario, se estableció temprano en la evolución.
Metabolismo
La totalidad de las reacciones químicas de un organismo se conocen como metabolismo. El metabolismo está constituido por miles de reacciones químicas que ocurren en una célula, dispuestas como vías metabólicas que se cruzan.
Algunos de las rutas metabólicas más importantes son: el ciclo de Krebs o la glucólisis. Además de las rutas del metabolismo primario, también existen otras rutas metabólicas que llevan a la formación de compuestos peculiares.
A estos se les denomina metabolismo secundario, el cual se define como un conjunto de reacciones bioquímicas que se producen de forma paralela al metabolismo primario. En microbiología se emplea un criterio de cinética de crecimiento para deficinir el metabolismo secundario: se describe como aquel que sucede en la fase estacionaria, es decir, cuando se ha producido la contención del crecimiento.
Existen multitud de metabolitos secundarios de interés industrial, tales como: antibióticos, pigmentos, antitumorales…
2. DEFENSAS QUÍMICAS Y ANTIPREDACIÓN
La gran cantidad de observaciones realizadas por Darwin sobre la distribución de los organismos y sus adaptaciones a ambientes específicos le llevaron a proponer que los factores ambientales que interactuaban con la variación dentro de las poblaciones podían producir cambios evolutivos.
Hoy en día, hay muchas más evidencias que indican que los acontecimientos que se producen en un marco de tiempo ecológico se traducen en efectos en una escala más prolongada de tiempo evolutivos. Efecto producido por la interacción entre depredadores y presa, por ejemplo: la selección de los ratones con pelajes de color que les permite camuflarse ante el ataque de un depredador.
El ambiente donde viven los organismos abarca compuestos abióticos y bióticos. Los individuos que viven en el mismo biotipo van a competir por el alimento.
La supervivencia de los organismos en un medio va a estar determinado por los factores abióticos y bióticos y en concreto entre los bióticos, la competencia con otros y los depredadores que se alimentaron de estos. Todo esto condujo a la aparición de mecanismos de defensa antipredación.
Durante millones de años de evolución, los organismos vivos se han adaptado para obtener nutrientes del alimento que consumen, siendo este la fuente principal de las proteínas, vitaminas y minerales necesarios para vivir.
Se ha desarrollado una escala jerárquica en el que se ven reflejadas las relaciones alimenticias entre organismos, así mismo, mediante esta escala podemos formular una serie de niveles tróficos cada uno de los cuales tendrá unas determinadas características.
Los niveles tróficos son:
- Consumidores terciarios: son los animales carnívoros que se alimentan de otros carnívoros.
- Consumidores secundarios: son los animales carnívoros que se alimentan de otros herbívoros.
- Consumidores primarios: son herbívoros.
- Productores
- Descomponedores: se alimentan de la carne muerta.
Sin embargo, cada organismo perteneciente a cada nivel se va a enfrentar a las defensas que sus presas han desarrollado para la supervivencia ante su ataque. Estas defensas pueden ser de varios tipos, pero las más importantes son las físicas, es decir, formaciones o estructuras en el cuerpo de la presa que le proporciona una protección superficial. El otro tipo de defensa es química, que pueden ir desde la producción de sustancias de sabor muy desagradable, síntesis de ciertas toxinas.
3. TIPOS DE DEFENSA: ORÍGEN DEL PRODUCTO QUÍMICO Y DE LA ESTRUCTURA
Los diversos compuestos químicos usados por los seres vivos para intentar sobrevivir en caso de sufrir una acción de predación tienen diversos orígenes, lo que evidencia una gran radiación de adaptaciones para conseguir la supervivencia.
Lo más común es que las toxinas procedan de metabolitos secundarios generados en otras cadenas metabólicas, siendo reutilizados para la defensa, como ocurre en gran número de plantas. Frente a esto, múltiples herbívoros han sido capaces de almacenar éstas toxinas con el propósito de usarlas en su propio beneficio, siendo este otro origen para la defensa. En último lugar se debe hacer referencia a compuestos que son creados de propio, y almacenados en glándulas destinadas a este fin, para uso explusivo de la defensa del organismo.
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