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¿cómoves?30 Imagina por un momento que como los borregos, las vacas, los monos aulladores y los koalas, pudiéramos consumir pas- tos, arbustos o las hojas de los árboles. Cuando el hambre aprieta, no tendría- mos más que salir del salón de clases o de la oficina y dirigirnos hacia un árbol o una jardinera, tomar un puñado de hojas y comérnoslas a manera de práctico y barato refrigerio. ¿Por qué no podemos? ¿Qué tienen los herbívoros que no tengamos nosotros? Las plantas verdes son el re- curso alimenticio mas abundante en el planeta para los animales. Las plantas aparecieron en la Tierra hace 475 millones de años, cuando no había animales que las depre- daran. Cuando éstos surgieron unos 35 millones de años después y empezaron a incluir vegetales en su dieta, se inició una competencia evolutiva entre plantas y animales herbívoro Fabiola Espinosa y Laura Hernández Las dificultades de ser Fo to : pu bl ic -d om ai n- im ag e. co m La carne es rica en nutrientes y relativamente fácil de digerir. En cambio las plantas pueden ser duras y leñosas, además de tener mal sabor y hasta ser venenosas. Extraerles nutrientes exige maña. ¿Cómo se puede ser herbívoro en estas condiciones? ¿cómoves?30 31¿cómoves? pobre si el depredador no logra acceder a sus contenidos celulares, que son los que aportan compuestos ricos en energía y otros nutrientes —como azúcares simples, enzimas, proteínas, lípidos y almidón—, y esto no es fácil; hay que romper pri- mero las paredes celulares, formadas por pectina, lignina y carbohidratos como la celulosa y la hemicelulosa, que colectiva- mente se conocen como fibra vegetal. Las enzimas digestivas de los vertebrados no pueden degradar directamente esta fibra; sólo la degrada una combinación de mi- croorganismos en condiciones anaeróbicas (en ausencia de oxígeno), de manera que la única opción para quien se empeñe en ser herbívoro es tener en el tracto digesti- vo poblaciones de microbios (bacterias, protozoarios y hongos) viviendo en simbiosis. Así, las plantas con más fibra vegetal son menos digeribles y por lo tanto, menos elegidas por los herbívoros como alimento. Pero el más grande desafío que tienen que enfrentar los herbívoros para con- sumir plantas son las toxinas que éstas producen y constituyen el tercer tipo de defensa. Se les llama metabolitos secun- darios porque pocos desempeñan fun- ciones metabólicas primarias dentro de las plantas y porque algunos son subpro- ductos de otros procesos metabólicos; es decir, la planta no los necesita directa- mente para vivir. Los efectos negativos de estos compuestos en los herbívoros van desde dar sabor amargo y obstaculizar la absorción de los nutrientes, hasta envene- nar al depredador; afectan el crecimiento, la reproducción y el funcionamiento del sistema nervioso y de otros órganos del organismo que los consume. Entre los más de 33 000 compuestos secundarios que se han registrado, los taninos son los que mejor se conocen. Su principal efecto negativo es hacer menos digerible la fibra y la proteína vegetal, Los compuestos secundarios pueden ser tóxicos incluso para las propias plantas que los producen. Por eso mu- chos de ellos están aislados dentro de organelos propios de las plantas o al- macenados en formas inactivas que se activan en el organismo del herbívoro. Hay tres grupos principales de com- puestos secundarios de las plantas: l Fenoles solubles (flavonas, isoflavo- nas, taninos condensados y taninos solubles). l Alcaloides (nicotina, morfina, atropina y otros compuestos alucinógenos). l Terpenos (piretrinas, eucalpitol y mu- chos otros compuestos con potente acción antimicrobiana e insecticida). Venenos vegetales herbívoros. En las plantas fueron apa- reciendo mecanismos de defensa contra los depredadores. Pero los herbívoros no se quedaron atrás, y en el curso de la evolución desarrollaron estrategias conductuales y fisiológicas que les permi- tieron minimizar el daño que les pudieran causar esas defensas de las plantas (lo que se conoce defensa contra la herbivoría). Comer plantas y no morir en el intento Hay tres tipos principales de defensas con que cuentan las plantas. Las defensas físicas constituyen la primera barrera y muchas veces influyen fuertemente en la decisión de un herbívoro de comerse o no una determinada planta, arbusto o árbol. Entre estas defensas físicas están las espinas, y los cuerpos de sílice y la lignina que hacen duras a las plantas. Esos cuerpos son depósitos minerales en las paredes celulares vegetales, que pue- den causar serios problemas renales a los depredadores. La lignina es una sustancia de las células vegetales que le confiere rigidez a la planta y forma entre un cuarto y un tercio de la masa de la madera. Los herbívoros tienden a evitar las plantas duras y leñosas. El segundo tipo de defensa de las plantas es que su calidad nutricional es El tejo o “árbol de la muerte” (Taxus baccata) es muy tóxico y pequeñas cantidades de su veneno pueden matar a un caballo en minutos. Fo to : © D am on H ar t-D av is /M ul tim ed ia G al le ry Los herbívoros han desarrollado estrategias conductuales y fisiológicas para minimizar el daño que les pudieran causarles las plantas. Fo to : pu bl ic -d om ai n- im ag e. co m ¿cómoves?32 disminuyendo todavía más la calidad nutricional de las plantas. Pero pueden tener otros efectos, como se encontró en un estudio realizado por Jane DeGabriel, de la Universidad Nacional de Australia, y otros investigadores, publicado en la re- vista Ecology en 2009. El estudio muestra que variaciones del contenido de taninos en las hojas de árboles que consumen mar- supiales como las zarigüeyas, determinan la abundancia en las poblaciones de estos animales. En áreas donde los árboles con- tienen menor concentración de taninos el éxito reproductivo de los marsupiales es mayor: las hembras se reproducen más fre- cuentemente y sus crías crecen más rápido y mejor. Este tipo de estudios se inscriben en la ecología nutricional, ciencia inter- disciplinaria que examina la interacción de los nutrientes y el ambiente, buscando explicar la coexistencia y fluctuaciones en la abundancia de las especies. No obstante, hay un lado positivo de los taninos. Como éstos pueden unirse no sólo a proteínas de alimento, sino también de bacterias, hongos y virus, cuando están condensados pueden combatir microbios causantes de infecciones. De hecho, se ha documentado que cuando son atacados por infecciones de tipo digestivo muchos animales (no sólo herbívoros) han apren- dido a consumir ciertos tipos de plantas con altos contenidos de taninos. A grandes problemas… Todos los animales que consumen plan- tas han tenido que elaborar, en diferente grado, armas contra las defensas de las plantas. La supervivencia de estos ani- males depende de lo eficaces que sean tales armas. Esto es más evidente en los animales que comen hojas, como el mono aullador, el koala y el perezoso, y en los animales ramoneadores (que comen arbustos y pastos, como el venado y la cabra); las plantas de las que ellos se alimentan contienen mayores concentra- ciones de compuestos secundarios y fibra vegetal. La primera arma para contrarrestar las defensas de las plantas fueron modifica- ciones en la conducta de alimentación. En el curso de su evolución, algunas especies de animales aprendieron a quitarles las espinas a las plantas antes de consumir- las tallándolas en el suelo o cubriendo la planta espinosa con hojas suaves, como hacen los gorilas. Otras estrategias son masticar por mucho más tiempo las plan- tas duras de apariencia leñosa, evitar hojas maduras y tallos y preferir hojas tiernas, flores y frutos maduros que contienen más nutrientes disponibles y menos compues- tos tóxicos. Además, cuando un animal come una planta con alto contenido de estos compuestos, generalmente apren- de de esta experiencianegativa y nunca vuelve a acercarse a ella. Incluso se ha planteado que los animales aprendieron a asociar ciertos sabores amargos y olores característicos con el inminente peligro de intoxicación. Por ejemplo, en un estudio publicado en la revista Animal Science en 1996 y dirigido por Frederick Provenza, de la Universidad Estatal de Utah, Estados Unidos, se encontró que los animales pue- den relacionar las náuseas con pistas de olor, sabor y hasta localización de ciertos alimentos. Pero la manera más eficaz que tienen los herbívoros de burlar las defensas de las plantas es mediante procesos fisioló- gicos que se ponen en marcha después de consumir la planta. Muchas especies tienen en la saliva proteínas especiales que se unen a los compuestos secunda- rios de las plantas durante el proceso de masticación. Se les llama proteínas sali- vales con afinidad a taninos y atrapan los compuestos secundarios para que no los absorba el intestino. Una de las primeras investigaciones que demostró la presencia y función de estas proteínas fue la de Paul Austin y sus colaboradores en la Univer- sidad de Miami, publicada en la revista Journal of Chemical Ecology en 1989. La investigación mostró que sólo espe- cies animales que comen plantas ricas en taninos, como los venados, producen estas proteínas. Los taninos en el aciano o azulejo (Centaurea cyanus) da sus propiedades medicinales. Los monos aulladores poseen proteínas salivales con afinidad a taninos, lo cual les da una ventaja adicional Fo to : O liv ie r B ac qu et Fo to : ho w le rm on ke y. or g 33¿cómoves? Si el herbívoro ingiere plantas con altas concentraciones de compuestos secun- darios que no se inactivan con la saliva ni por acción de la microbiota digestiva, queda el recurso de la biotransformación: el hígado y los riñones pueden contribuir con enzimas que inactivan los compuestos secundarios. Koalas y aulladores Muchos herbívoros pueden regular la velocidad y el tiempo que el alimento permanece en el tracto digestivo para desechar la parte del alimento que no sirve y retener más tiempo las partículas más nutritivas. Un caso emblemático es el de los koalas (que han sido estudiados los últimos 30 años), animales arbóreos que casi exclusivamente se alimentan de hojas de eucalipto de muy baja calidad proteica y alto contenido de metabolitos secundarios. Los investigadores austra- lianos Ian Hume, de la Universidad de Sidney, y Andrew Krockenberger, de la Universidad James Cook, mostraron en un estudio publicado en la revista Functional Ecology en 2007, que las hembras de koala gestantes tienen una estrategia digestiva muy flexible que les permite retener sólo las partículas más nutritivas en su tracto digestivo hasta por 110 horas y así enfrentar el aumento en los requerimientos energéticos durante la gestación. Los monos aulladores no poseen la ca- pacidad de retener selectivamente las par- tículas nutritivas como hacen los koalas, pero sí pueden prolongar la permanencia del alimento dentro del tracto digestivo. Esto es lo que encontraron estudios re- cientes realizados en el Instituto de Neu- roetología de la Universidad Veracruzana, enfocados en las dos especies de monos aulladores que existen en nuestro país. Se les conoce como aulladores por las voca- lizaciones de su garganta especializada; ellos comen principalmente hojas jóvenes, frutos maduros, brotes, flores y peciolos solamente en la copa de los árboles, por lo que su dieta es cambiante y de baja calidad. También se ha encontrado que estos monos poseen las proteínas salivales con afinidad a taninos, lo que les da una ventaja adicional. Más respeto por favor Como hemos visto, la historia evolutiva de los herbívoros y las plantas, como la de muchos otros depredadores y presas, ha sido una escalada armamentista de defensa y contradefensa. Los animales que comen plantas no sólo deben interactuar con el ambiente y aprender estímulos visuales, olfatorios y gustativos; también deben lidiar con la escasez de alimento y la com- petencia con sus congéneres y con otras especies. No hay que dejarse engañar por el talante pacífico de muchos herbívoros; bajo el manto de mansedumbre se ocultan duros y tenaces sobrevivientes. Laura Hernández es nutrióloga por la Universidad Vera- cruzana e investigadora titular en la misma institución, en el Instituto de Neuroetología. Su investigación se ha enfocado en fisiología sensorial y nutricional de primates y otras especies animales silvestres. Fabiola Espinosa es médica veterinaria zootecnista egresada de la FES-Cuautitlán, UNAM, y actualmente realiza el doctorado en neuroetología en la Universidad Veracruzana. Ha trabajado los últimos años en cues- tiones de ecología nutricional y estrategias digestivas con monos aulladores de vida libre. Más información Los koalas pueden regular la velocidad y el tiempo que el alimento permanece en el tracto digestivo para así retener las partículas nutritivas. Pese a su corteza y espinas, el corazón de la alcachofa (Cynara scolymus) es muy comestible. Fo to : Pu m pm eu p/ W ik im ed ia /C C Fo to : Jo aq ui m A lv es G as pa r/ C C Para nuestros suscriptores La presente edición va acompañada por una guía didáctica, en forma de separata, para abordar en el salón de clases el tema de este artículo.
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