Humanos podrían evolucionar para producir veneno

El titular de este artículo es correcto: los humanos podrían evolucionar para escupir veneno. Aunque, es poco probable que nos volvamos una especie tan venenosa como el ornitorrinco o la cobra real. Una nueva investigación revela que los humanos disponemos de todas las herramientas para la producción de veneno. De hecho, este “kit biológico” está presente en todos los reptiles y mamíferos.

Se trata de una serie de genes asociados a las glándulas salivales en humanos, que trazan el camino evolutivo que promovió el veneno en ancestros no venenosos. Y la misma ruta se ha observado más de una centena de veces en el reino animal. “En esencia, todos contamos con los bloques de construcción en su sitio”, señala Agneesh Barua, autor del estudio y doctor en genética evolutiva por el Instituto de Ciencia y Tecnología de Okinawa, en Japón. “Depende de la evolución llevarnos a ese punto”.

La flexibilidad del veneno.

En el reino animal, el veneno en la boca está presente en especies tan diversas como las serpientes, arañas y el loris pigmeo, el único primate conocido que posee veneno. No es información nueva que las glándulas de veneno oral sean glándulas salivales modificadas. Sin embargo, el mérito de esta nueva investigación es que describe la mecánica molecular tras ese cambio.

Bryan Fry, un bioquímico especialista en venenos de la Universidad de Queensland, en Australia, dice que “se trata de un verdadero hito en el campo. Hicieron un trabajo sensacional a partir de algunos estudios extraordinariamente complejos”.

El veneno es el mejor ejemplo de versatilidad biológica. Muchas de las toxinas que componen al veneno resultan comunes en especies muy distintas. Por ejemplo, algunos componentes existentes en el veneno de la escolopendra también están presentes en el veneno de serpiente. Un dato curioso sobre las toxinas es que, además de ser una compleja mezcla de compuestos, evolucionan velozmente. Pero, debe quedar claro que el estudio no se enfoca en este aspecto del tema.

Genes de limpieza.

De hecho, Barua y su colaborador Alexander Mikheyev, un biólogo evolutivo de la Universidad Nacional Australiana, están enfocados en los “genes de limpieza”. Hablamos de genes asociados al veneno, pero que no actúan directamente en la creación de las toxinas. Y estos genes reguladores figuran como la base de todo el sistema venenoso.

Barua y Mikheyev empezaron por analizar el genoma de la habu de Taiwán (Protobothrops mucrosquamatus). Esta serpiente ha sido ampliamente estudiada por los japoneses debido a que se le considera especie invasora en Okinawa. “Dado que conocemos la función de todos los genes presentes en la especie, podemos ver con que genes se asocian los genes del veneno”, explica Barua.

El dúo localizó un cúmulo de genes presentes en múltiples tejidos corporales de los amniotas. El clado amniota engloba a todos aquellos animales que fertilizan sus huevos internamente o alojan sus huevos en la tierra. Aquí se incluyen aves, reptiles y algunos mamíferos. Según Barua, muchos de esos genes participan en el plegamiento de proteínas.

Si tomamos en cuenta que los animales venenosos deben producir una gran cantidad de toxinas a partir de proteínas, esto tiene mucho sentido. “Un tejido de esa clase debe asegurarse de que la proteína producida es de alta calidad”, señaló.

Los mismos genes de limpieza reguladores están presentes en las glándulas salivales humanas, donde también se produce una gran cantidad de proteínas. Esa base genética es lo que permitió el desarrollo independiente de una amplia gama de venenos en todo el reino animal.

Kit para producir veneno.

Es decir, cada mamífero o reptil posee la estructura genética que permite construir un sistema de veneno oral. Por si fuera poco, los humanos producen una proteína clave empleada en muchos sistemas venenosos. Nuestra saliva está repleta de calicreínas, proteínas que digieren otras proteínas y son parte fundamental de muchos venenos.

Fry supone que esto se debe a que las calicreínas son proteínas extremadamente estables, que no dejan de funcionar cuando se someten a mutación. Así, resulta mucho más sencillo obtener mutaciones benéficas de calicreínas que potencian la letalidad del veneno. Uno de los efectos más notables de la calicreína es una disminución acelerada de la presión arterial.

“No es coincidencia que la calicreína sea la clase de componente más ampliamente secretado en los venenos de todo el reino animal, pues se trata de una enzima muy activa que puede empezar a comportarse de forma extraña”, señala Fry. En teoría, de todo esto se deduce que las calicreínas son el punto de inicio para la existencia de humanos venenosos.

Evolución de los sistemas de veneno.

Sin embargo, este escenario evolutivo es poco probable. Sobre todo, porque el acceso a alimentos y parejas no requiere de la existencia de un mecanismo de defensa como el veneno. Generalmente, los sistemas venenosos surgen como un método de defensa o subyugación. Y el tipo de veneno evoluciona dependiendo del hábitat del animal. Básicamente, la evolución adapta el veneno en función de las necesidades del animal mediante la selección natural.

Por ejemplo, hay serpientes de la misma especie que viven en hábitats diferentes y presenta venenos distintos. En una región desértica, donde la serpiente suele alimentarse de pequeños roedores, el veneno actúa principalmente sobre el sistema circulatorio. Eso se debe a que resulta mucho más fácil para la serpiente localizar a su presa moribunda en una corta distancia sobre terreno llano.

Pero, cuando esas serpientes cazan en montañas rocosas, donde se alimentan principalmente de lagartos, el veneno contiene una potente neurotoxina. Allí, es primordial que la presa quede inmovilizada al instante, pues si logra correr la serpiente se queda sin comida.

Ya existen mamíferos que evolucionaron un sistema de veneno. Por ejemplo, el murciélago vampiro (Desmodontinae) secreta una saliva tóxica que previene la formación de coágulos sanguíneos. Estos animales emplean su sistema de veneno para alimentarse con mayor eficacia. Las musarañas emplean su veneno para someter a presas de mayor porte, que sin las toxinas supondría muchos problemas.

Por otro lado, tenemos a los ornitorrincos, que carecen de una mordedura venenosa, pero disponen de un espolón letal en sus patas traseras. Estos animales emplean su veneno, principalmente, en disputas territoriales con otros de su misma especie.

¿Humanos venenosos?

La evolución no proporcionó veneno a los humanos, pero nos obsequió un cerebro que permite construir herramientas, armas y estructuras sociales para hacer el mismo trabajo. Fry dice que, al igual que un cerebro, el veneno es costoso en términos energéticos. Todo ese pliegue de proteínas requiere de mucha energía y por eso, los sistemas venenosos terminan desapareciendo con mucha facilidad cuando no se usan.

El bioquímico pone como ejemplo algunas especies de serpientes marinas que aunque poseen glándulas venenosas vestigiales, no producen veneno pues cambiaron su alimentación de peces a huevos de peces, que no requieren de una mordedura toxica.

Probablemente, esta investigación no ofrezca mucha esperanza sobre una nueva habilidad para el organismo humano. Sin embargo, comprender el mecanismo genético que lleva a la generación de estos sistemas venenosos puede resultar benéfico para la medicina. Imagina que el cerebro de una serpiente empezara a expresar los mismos genes que sus glándulas venenosas, perecería automáticamente por auto toxicidad.

Si logramos entender la forma en que los genes controlan la expresión en diversos tejidos, podría resultarnos útil para descifrar algunas enfermedades como el cáncer, cuya letalidad se debe a que los tejidos empiezan a crecer sin control y secretar sustancias en lugares donde no deberían.