¿Cómo se defienden las plantas de sus atacantes?

Monotropsis odorata

Las plantas no pueden huir, ni morder, pero eso no significa que consientan alegremente que los animales y otros parásitos, como hongos o bacterias, las consuman.

Usan una sorprendente variedad de recursos defensivos, que incluyen sobornos a los atacantes, alianzas con otros organismos o complicadas respuestas celulares que guardan semejanzas con las del sistema inmunitario de los animales.

El principal mecanismo de defensa de las plantas es químico: las plantas suelen presentar una gran variedad de sustancias irritantes, repulsivas o venenosas para los herbívoros. La hiedra venenosa de Norteamérica, por ejemplo, produce violentas reacciones inflamatorias en la piel al más leve contacto. Algunas plantas han desarrollado el equivalente a los dientes venenosos de los animales: los pelos de las ortigas son diminutas agujas hipodérmicas de sílice que se rompen y se clavan en la piel al primer contacto e inyectan el contenido de una ampolla que presentan en la base (sustancias inductoras de la inflamación, como la histamina, que está involucrada en la respuesta alérgica). Por cierto, un truco para poder coger las ortigas es apretar los tallos con la yema de los dedos de plano (lo peor es un roce lateral).

Muchas plantas están armadas con feroces espinas, capaces de disuadir a la mayoría de sus posibles consumidores (aunque animales como la jirafa o el antílope gerenuk están especializados en hurgar entre las espinas de las acacias y coger las hojas con sus labios correosos). Las espinas suelen presentarse preferentemente en las plantas jóvenes y en las hojas más bajas de los árboles (por ejemplo, la encina o el acebo tienen varias clases de hojas, siendo las más espinosas las de las partes bajas). También plantas de una misma especie suelen presentar muchas más espinas en lugares donde el ganado es abundante que en otros lugares con escasez de él.

En lugares áridos, el porcentaje de plantas espinosas es mucho más elevado (pensemos por ejemplo en los cactus). En estos lugares la biomasa es escasa y cualquier fuente de alimento y de agua es muy codiciada por los animales, por lo que las plantas tienen mayor necesidad de defenderse de ellos. Además, el crecimiento vegetal es lento por la falta de agua y la planta no puede permitirse la regeneración de las partes consumidas por los animales. El desierto es un ambiente inhóspito donde todo es muy caro: las plantas son espinosas y los animales venenosos (los depredadores no pueden permitir que la única presa que consiguen morder en varios días se les escape).

Otras plantas, como las gramíneas, se han hecho resistentes a la depredación acumulando gran cantidad de sílice en sus hojas y tallos, que provoca un gran desgaste dentario en los herbívoros. También se han adaptado desarrollando la capacidad de crecer a partir de la base del tallo, en lugar de a partir de las zonas apicales, como la mayoría de las plantas. Así, pueden rebrotar aunque hayan sido cortadas. Algunas hierbas de otras familias acumulan cristales de oxalato, que pueden dañar los riñones de los animales.

Recientemente se ha comprobado que las plantas presentan una respuesta inmunitaria rudimentaria que actúa frente al ataque de hongos, por ejemplo. Existe una primera línea de defensa que consiste en la síntesis de proteínas que actúan contra los invasores, pero si esto falla se activa una segunda línea, que opera induciendo el suicidio de las células afectadas por la infección para salvaguardar el resto de la planta. También se han descrito casos de sustancias emitidas al ambiente por plantas atacadas por plagas, que podrían actuar alertando a plantas de la misma especie de las cercanías para que se preparen ante el ataque.

Las sustancias emitidas por plantas atacadas pueden reclutar a otros organismos para que las defiendan. Algunas plantas invadidas por orugas se defienden emitiendo sustancias volátiles atractivas para ciertas avispas parásitas que ponen sus huevos sobre las orugas. Otras plantas pagan a un ejército profesional extraordinariamente aguerrido y disciplinado: el de las hormigas. Varias especies de acacias ofrecen a las hormigas alojamiento en sus espinas huecas, sustancias azucaradas segregadas por sus hojas e incluso unos pegotes alimenticios que se presentan al final de cada división de la hoja. A cambio, las hormigas atacan a cualquier insecto que pretenda alimentarse de la planta, y también, a cualquier rama de un árbol vecino que se acerque demasiado a la acacia y a las plantitas de posibles competidores que se atrevan a germinar cerca de su tronco. Algunas especies de plantas que viven sobre los árboles tropicales, donde no hay suelo, fabrican auténticos hormigueros con varias cámaras en sus tallos ensanchados, donde alojan grandes colonias de hormigas, que protegen a las plantas y las nutren con sus desechos orgánicos.

Las agallas son una especie de soborno o tributo que muchas plantas ofrecen a ácaros o insectos atacantes. Las agallas son estructuras anormales de tejido vegetal que se desarrollan en respuesta a la picadura o presencia de un insecto. La planta genera un receptáculo, muchas veces con aspecto de fruto, rico en sustancias alimenticias, donde suelen desarrollarse las fases larvarias de los atacantes. El significado biológico de las agallas es un poco enigmático, ya que casi todas las ventajas parecen ser para el animal: sus larvas se desarrollan en un entorno confortable, protegido de depredadores y bien provistas de alimento. Parece que las plantas crean la agalla para que el ataque del insecto quede controlado y localizado en ella, sin que se extienda por otras partes de la planta y pueda ocasionar daños más graves. Esta interacción ecológica, que podemos observar fácilmente en los rosales o en robles y encinas, que presentan agallas muy llamativas, se suele dar entre grupos de plantas y animales muy específicos, lo que sugiere una historia evolutiva reciente y un alto grado de refinamiento y especialización.

Otra estrategia que usan las plantas para defenderse de sus enemigos es el engaño. Ciertas mariposas no ponen sus huevos en una hoja de una planta que ya tenga otros huevos de la especie. Algunas plantas crean manchas o bultitos amarillos en sus hojas que parecen huevos, con lo que disuaden a las mariposas de depositarlos en ellas. Recientmente se ha descubierto en los bosques de Ecuador que otra planta se “hace la enferma”, para resultar menos atractiva para sus insectos depredadores. Despoja a algunas de las células de sus hojas de clorofila para crear patrones similares a los surcos de una larva que va consumiendo la hoja por dentro. Los insectos no ponen sus huevos en estas hojas porque creen que la mayoría de los recursos ya han sido consumidos por las supuestas larvas y sus larvas tendrán que entrar en competencia con éstas. El experimento de dibujar manchas en las hojas con lápiz corrector blanco dió el mismo resultado de disuadir a los insectos fitófagos, lo que sugiere que las plantas encuentran una ventaja en esta estrategia, a pesar de perder parte de su capacidad fotosintética.

El camuflaje es una táctica ampliamente usada por los animales para evitar a sus depredadores, pero no solemos asociarlo a las plantas, que normalmente constituyen el fondo del paisaje.

En un nuevo estudio, Matthew Klooster de la Universidad de Harvard y sus colegas investigaron si las brácteas desecadas en una rara planta de bosque, Monotropsis odorata, podrían tener una función de camuflaje.

La Monotropsis odorata depende exclusivamente de un hongo micorrizal, que se asocia con sus raíces, para todos los recursos que necesita. Debido a que esta planta no necesita la pigmentación fotosintética (coloración verde) para producir su propia energía, es libre de adoptar coloraciones muy diversas.

Utilizando una gran población de Monotropsis odorata, Klooster y sus colegas eliminaron las brácteas desecadas de algunas de esas plantas. Las brácteas son de un color marrón que se asemeja al de la hojarasca. Los investigadores descubrieron que las brácteas de esas plantas funcionan como camuflaje, haciendo que el vegetal sea confundido con su entorno. Además, demostraron experimentalmente que este camuflaje realmente sí puede ocultar a la planta de sus depredadores, y aumentar así sus posibilidades de reproducción. Las plantas con brácteas intactas sufrieron sólo una cuarta parte de los daños causados por los herbívoros y produjeron un porcentaje mayor de frutos maduros en comparación con las plantas a las que las brácteas les fueron retiradas.

Para saber más:

Podéis leer este interesante artículo de Ek del Val y Rodolfo Dirzo sobre las asociaciones entre plantas y hormigas: "Mirmecofilia: las plantas con ejército propio".

¿Por qué viven más las hembras que los machos?

La naturaleza es feminista. La esperanza de vida de los machos es menor: desarrollamos una feroz competencia intrasexual, realizamos ostentaciones arriesgadas, tenemos que dedicar más tiempo y energía al cortejo, estamos peor preparados frente a enfermedades...

Además, los machos sufrimos incontables penurias para aparearnos. En muchas especies, mientras que casi todas las hembras se aparean, sólo lo consigue un porcentaje muy reducido de machos. Las hembras son casi siempre las que escogen a su compañero sexual. Definitivamente, los machos somos biológicamente menos valiosos.

Por ejemplo, en los ciervos, los machos viven bastante menos que las hembras. El macho debe dedicar una gran parte de su energía a renovar su impresionante cornamenta cada año y a extenuarse en constantes peleas con sus rivales. Cuando un macho dominante envejece, sufre continuos embates de sus competidores más jóvenes. La gran cantidad de calcio que dedica a los cuernos hace que su dentadura se desgaste fácilmente. En casi todos los animales, las hembras viven más que los machos, aunque los de hámsters, cobayas y lobos viven tanto como las hembras.

En el caso del ser humano, casi desde que existen los registros de población, allá por el año 1500, las cifras indican que las mujeres viven entre cinco y 10 años más que los hombres. Incluso cuando dar a luz suponía todo un riesgo por las malas condiciones higiénicas y sanitarias, la longevidad femenina era superior, como demuestran los registros de 1751 que se conservan en Suecia.

Hoy día, sólo allí donde la discriminación sexual es algo rutinario, como en Bangladesh, India o Pakistán, ellas viven menos tiempo. Sin embargo, las razones de este fenómeno no están del todo claras y los científicos apuntan varias posibilidades:

- Los biólogos evolucionistas consideran que la naturaleza otorga a las hembras 'puntos extra' por la sencilla razón de que ellas son quienes deben asegurar la supervivencia de la especie. Las hembras cuidan de la prole y la mayoría de los machos no. Por ello, las hembras soportan una presión selectiva mayor para conservar sus cuerpos sanos durante más tiempo que los machos. La longevidad femenina es más necesaria que la masculina.

Un ejemplo muy llamativo de esto es el de Antechinus stuartii, una rata marsupial australiana, que presenta una reproducción explosiva. A medida que se acerca la época de celo en agosto, los niveles de testosterona van subiendo hasta alcanzar un máximo a finales de julio. Al mismo tiempo aumenta el tamaño de las cápsulas suprarrenales que liberan a la sangre hormonas corticosteroides. Son algunos signos de que se encuentran en enorme tensión y exitación fisiológica. Pronto empiezan las violentas batallas para poder aparearse con las hembras. Una vez finalizados los acoplamientos, los machos presentan un estado lamentable. Además de las heridas de guerra, muchos de ellos tienen úlceras de estómago por las que sangran mucho. Sus sistemas inmunitarios están muy debilitados, por lo que muchos son presa de parásitos. Casi todos morirán en los días siguientes. Las hembras también están muy debilitadas, pero consiguen sobrevivir para criar a sus retoños.

- Influencia de las hormonas: la culpable de que los varones se suiciden cinco veces más que las mujeres y sean víctimas de accidentes de tráfico o muertes violentas más a menudo es la testosterona. Esta hormona masculina lleva a niños y hombres a alcanzar grandes niveles de actividad física, agresividad y competitividad que acortan sus expectativas de vida.
La testosterona también eleva los niveles de 'colesterol malo' en sangre, que aumenta sus posibilidades de padecer una cardiopatía o un infarto cerebrovascular. Por el contrario, los estrógenos, hormonas femeninas, elevan el colesterol bueno y existen ensayos que aseguran que estas sustancias ejercen un cierto efecto protector sobre su corazón.

Los machos castrados viven más que los no castrados en casi todas las especies animales. Esto se debería a la menor producción de testosterona, que se sintetiza sobre todo en los testículos.Todo parece indicar que los eunucos humanos viven más que sus hermanos intactos, aunque no hay datos definitivos sobre este asunto.

- Mientras las mujeres tienen dos cromosomas X, los hombres tienen un cromosoma X y otro Y, con muchos menos genes y además la mayoría ligados a la fertilidad masculina y el desarrollo de los caracteres sexuales secundarios. Si algún gen importante del cromosoma X sufre algún tipo de daño, los varones carecen de capacidad para sustituir sus funciones. Esto les convierte en más vulnerables a varias enfermedades (como es el caso de la hemofilia), provocadas por mutaciones en el cromosoma X. Ellas, por el contrario, pueden contar con el otro cromosoma X para suplir sus funciones. Esta diferencia se descubrió aún más fundamental cuando en 1985 se descubrió la existencia de un gen muy importante para la reparación de errores genéticos en el cromosoma X.

- Según apunta un geriatra de la Universidad de Harvard (EE UU), Thomas Pearls, la menopausia protege a las mujeres de la posibilidad de tener hijos a una determinada edad, mientras les otorga la oportunidad de ver crecer a sus hijos y nietos. A medio camino entre la biología y la teoría de la evolución, esta corriente de pensamiento, iniciada en 1957 por George Williams, defiende que la menopausia evolucionó como una respuesta a todo el tiempo que las 'jóvenes crías' dependen de sus adultos para sobrevivir. Las abuelas ayudan a criar a sus nietos y por ello son más valiosas biológicamente que los abuelos, que no lo hacen.

Se trata de una de las teorías más recientes, cuya demostración acaban de publicar científicos de la Universidad John Moores, en Liverpool (Reino Unido). El profesor David Goldspink y su equipo sostienen que el corazón de un varón de 70 años representa la edad de... 70 años; mientras que en el caso de las mujeres su órgano cardiaco se parece al de una chica de 20. Aunque parezca sorprendente, Goldspink asegura que el órgano masculino sufre un descenso del 25% de su capacidad entre los 18 y los 70 años. Un fenómeno que no tiene lugar en el organismo femenino.

Hoy mismo se ha dado ha conocer un estudio de la Universidad de Agricultura de Tokio, Japón, que sugiere que la menor longevidad de los machos podría estar determinada por genes presentes en el cromosoma Y.

En la investigación, llevada a cabo en ratones, los científicos descubrieron que las hembras producidas con material genético de dos madres lograron vivir "significativamente" más tiempo que ratones producidos con la mezcla normal de genes maternos y paternos.

En particular, se trata de un gen, llamado RasgrF1, que transmiten los padres a ambos géneros pero sólo es activo en los machos. Los investigadores creen que los resultados podrían aplicarse a todos los mamíferos, incluyendo los humanos.

Para crear a las ratonas con material genético de dos madres -llamadas bimaternas- los científicos japoneses manipularon el ADN de los óvulos de una hembra para que algunos genes se comportaran como los del espermatozoide. El material genético alterado fue implantado en el óvulo de otra ratona adulta para que creara embriones.

Las crías resultantes, que nacieron totalmente libres de material genético masculino, vivieron en promedio entre 600 y 700 días, es decir 35% (186 días) más que los ratones producidos con material genético normal, de padre y madre.

"Desde hace tiempo hemos sabido que las mujeres tienden a vivir más que los hombres -afirma el profesor Tomohiro Kono, quien dirigió el estudio- y que estas diferencias en la longevidad, relacionadas al género, también ocurren con muchas otras especies de mamíferos".

"Sin embargo, la razón de estas diferencias hasta ahora no era clara y, en particular, no se sabía si la longevidad en mamíferos estaba controlada por la composición del genoma de sólo uno o de ambos padres".

La respuesta, afirma el profesor Kono, parece estar en que las ratonas bimaternas parecían tener un mejor funcionamiento en sus sistemas inmunes. Y la clave está en el gen Rasgrf1, que en las hembras queda silenciado debido a un proceso llamado impronta genética, encargado de expresar (o "encender") genes dependiendo si se heredan del padre o la madre.

Los investigadores creen que este gen permite a los machos crecer más grandes y fuertes pero también limita sus perspectivas de vida.

Tiempo, vida y muerte

La vida está hecha de tiempo. Los organismos pueden considerarse, más que cosas sólidas, procesos: un organismo no es más que una reunión efímera de moléculas. La biología no tendría objeto de estudio si no existieran el cambio y la muerte. Son incontables las estructuras y procesos biológicos que están relacionados con la muerte y su evitación: las garras y dientes de los depredadores, los mecanismos del suicidio celular, la reproducción de las células, el envejecimiento, las mentes que predicen el futuro... La evolución es posible por la muerte, se alimenta de las muertes precoces de la mayoría de los individuos: ésa es la base de la selección natural. La muerte tiene ventajas, ofrece a la vida el regalo de su incesante renovación, su capacidad para adoptar formas tan diversas y complejas.

De las complejas y esenciales relaciones entre tiempo, vida, muerte y organismos tratan los escritos de los científicos argentinos Fanny Blanck-Cereijido y Marcelo Cereijido. Son textos profundos y lúcidos, que hablan de cómo en los últimos siglos se ha ido incorporando la comprensión de fenómenos tales como la muerte, el tiempo y el envejecimiento en la biología, en el marco de la biología evolutiva y de la física de sistemas complejos. Recomiendo la lectura del artículo "La vida y el tiempo" y de los libros "La vida, el tiempo y la muerte" y "La muerte y sus ventajas". En ellos, además de aportar numerosos datos científicos, reflexionan intensamente sobre la naturaleza del tiempo.

Los organismos presentan incontables ritmos (podéis leer el espléndido artículo "Ritmos biológicos", de Jorge Escandón), desde los femtosegundos (la milbillonésima parte de un segundo) que duran las reacciones bioquímicas hasta los millones de años de la evolución de especies y ecosistemas. Cada organismo contiene incontables ritmos independientes: el ritmo de renovación de las células epiteliales del intestino, el latido del corazón, el ciclo de sueño-vigilia, la menstruación, los periodos de hibernación y actividad, el crecimiento y la caída de las hojas de los árboles, etc. Cada uno de esos ritmos es un reloj, pero, ¿qué es un reloj?

Paso a copiar un texto de George Musser, aparecido en el número de este mes de noviembre de la revista "Investigación y Ciencia", que aborda la cuestión:

"Los relojes de sol y los de agua son tan viejos como la civilización. Los relojes mecánicos se remontan a la Europa del siglo XIII. Pero aquellos artefactos nada hacían que la naturaleza no hiciera ya. La Tierra es un reloj porque gira. La mitosis celular es un reloj. Los isótopos radiactivos son relojes. Dicho de otro modo, el origen de los relojes no es un tema de historia, sino de física. Y con ello empiezan los problemas.

Podría creerse, inocentemente, que un reloj es un objeto que nos da la hora, pero según los dos pilares básicos de la física moderna el tiempo cronológico no es algo que pueda medirse. La teoría cuántica describe cómo cambia el mundo en función del tiempo. Nosotros observamos esos cambios e inferimos el paso del tiempo, pero en sí el tiempo es intangible. La teoría de la relatividad general de Einstein va más allá y afirma que el tiempo carece de significación objetiva. De hecho, el mundo no cambia con el tiempo: es un gigantesco reloj parado. Tan extravagante revelación se conoce como el problema de la congelación del tiempo o, sencillamente, problema del tiempo.

Si los relojes no informan del tiempo, ¿de qué informan? Lo que nosotros percibimos como "cambio" no es una variación con el tiempo, sino un patrón que crean los componentes del universo; el hecho, por ejemplo, de que cuando la Tierra ocupa una cierta posición en su órbita, los demás planetas ocupen otras posiciones concretas en las suyas. Julian Barbour desarrolló esa visión relacional del tiempo en el trabajo que resultó ganador en 2.008 del concurso de ensayos del Instituto de Cuestiones Fundamentales.

Sostiene Barbour que, a causa de los patrones cósmicos, cada pieza del universo es un microcosmos del total. Podemos emplear la órbita de la Tierra como referencia para reconstruir la posición de los otros planetas. En otras palabras, la órbita de la Tierra sirve como reloj. No informa del tiempo, sino de las posiciones de los otros planetas. Según razona Barbour, todos los relojes son aproximativos; ninguna pieza de un sistema es capaz por sí sola de captar la totalidad del conjunto. Todo reloj antes o después pierde un batido, retrocede o se agarrota. El único reloj genuino es el mismo universo. En cierto sentido, los relojes carecen de origen. Siempre han estado aquí. Son ellos los que hacen posible que haya una idea de "origen"."

Transplantes entre organismos de distintos reinos

Si leísteis el post "Quimeras", que publiqué hace unos días, y os sorprendieron los extraños entes que pueden formarse, ¿qué me decís de esto?: "Los injertos planta-animal o transplantes inter-regni", artículo escrito por Xavier Lozoya Legorreta, en el número de octubre de 1.995 de la revista mexicana Ciencias.

Mente y cerebro (II): ¿Física cuántica en los microtúbulos?

Yo entiendo muy poco de física cuántica, razón por la cual me encanta leer textos que hablen de ella, así como del origen y el destino del universo, la teoría de todo, etc. El fondo esotérico de esos temas me atrae mucho, y además, como no comprendo bien los razonamientos, me sirven de base para imaginar cosas. Bueno, es que además esos misterios son los que han interesado más profundamente a la humanidad desde sus inicios.

Quizá el misterio más difícil de resolver es el de quiénes somos. En la vida experimentas alguna vez el asombro de pensar por qué tú eres tú. Es una pregunta que te puedes formular tranquilamente en clave filosófica, pero yo al menos he experimentado la sensación real, el vértigo de esa pregunta cuando era niño, dos o tres veces. También una vez experimenté el vértigo de pensar por qué existe algo en vez de nada, también en la infancia. Los niños parecen ser los mayores expertos en metafísica, quizá porque están muy cerca de su propio origen.

El misterio de la conciencia, de cómo puede surgir la mente consciente de una realidad que aparentemente es ajena a su naturaleza, está siendo por primera vez en la historia investigado por la ciencia, aunque aún no sabemos si ésta es un marco explicativo adecuado para entenderla (quizá no lo sepamos nunca, pero yo soy de natural optimista). Se han realizado experimentos para mostrar cuándo y cómo reacciona el cerebro ante la experiencia o la decisión consciente. Otros buscan desentrañar los circuitos cerebrales implicados.

La teoría más sugerente del origen de la mente es la formulada inicialmente por el matemático y físico británico Roger Penrose. Postula que la física subyacente en el funcionamiento de la mente consciente es aún desconocida, que la teoría que la describa debe ser fruto de la unión entre la teoría de la gravedad y la física cuántica y que el funcionamiento del cerebro no es algorítmico, es decir, no puede ser especificado como un mero cálculo, mediante un dispositivo mecánico o un programa de ordenador. Penrose piensa que, con los métodos mecánicos y la simple electrónica de la mayoría de los buscadores de la Inteligencia Artificial nunca se podrá construir una mente consciente y sintiente.

Para tener unas bases mínimas para la comprensión y el juicio de su teoría, creo que al menos hay que leer sus libros enteros. Pero de todas formas, pienso que cualquier biólogo puede encontrar interesantes los capítulos en que describe el sistema nervioso y su funcionamiento, cómo se transmite el impulso nervioso y se forman nuevas sinapsis, los fenómenos tan desconcertantes que ocurren cuando se secciona la unión entre los dos hemisferios cerebrales y cuando se experimenta acerca de la temporalidad de la conciencia, cómo podrían los microtúbulos y el citoesqueleto ser sedes de fenómenos cuánticos que originaran el surgimiento de la mente consciente, etc.

Os propongo la lectura de "La nueva mente del emperador" y de "Lo grande, lo pequeño y la mente humana".

También podéis leer un artículo de Manuel Béjar en Tendencias 21, una reseña de un libro de otro autor donde se critica la teoría de Penrose más un debate en el foro de la página y un artículo que explica una simulación por ordenador cuyos resultados parecen suponer un varapalo a la teoría de Penrose-Hameroff.

Biología para todos

El Instituto Latinoamericano de la Comunicación Educativa ha digitalizado una muy sugerente colección de libros on-line de divulgación biológica, en La ciencia para todos. Abordan una gran variedad de temas (ecología, zoología, biología marina, botánica, medicina, genética, etc.), con un lenguaje asequible y claro, una presentación atractiva y buenas ilustraciones y gráficos. Están escritos por expertos en cada uno de los temas de España y América Latina, que demuestran mucho conocimiento y gran capacidad explicativa.

Quimeras

“La primera noticia de la Quimera está en el libro VI de la Ilíada. Ahí está escrito que era de linaje divino y que por delante era un león, por el medio una cabra y por el fin una serpiente; echaba fuego por la boca y la mató el hermoso Belerofonte, hijo de Glauco, según lo habían presagiado los dioses.”

“...la palabra queda, para significar lo imposible. Idea falsa, vana imaginación, es la definición de quimera que ahora da el diccionario.”

El libro de los seres imaginarios, Jorge Luis Borges y Margarita Guerrero



Chimaeria incomparabilis

En biología, “quimera” es un organismo que presenta características de otros varios. Una de las conchas más valiosas en la actualidad es la llamada Chimaeria incomparabilis, que presenta características intermedias entre las de la familia de las óvulas y la familia de las cipreas o cauríes. Chimaera monstrosa es un extraño pez del grupo de tiburones y rayas, pero con muchos atributos exclusivos. También se llaman quimeras a los restos fósiles que presentan piezas pertenecientes a organismos distintos.

Más espectaculares son las verdaderas quimeras, que son organismos con características nuevas, mezclas de individuos e incluso de especies distintas, con el material genético de los diferentes componentes. Los anticuerpos monoclonales son producidos por una célula híbrida producto de la fusión de un clon de linfocitos B descendiente de una sola y única célula madre y una célula plasmática tumoral, normalmente de ratón. Así se consigue aunar la especificidad del anticuerpo (cada clon de linfocitos B produce un único anticuerpo) con la inmortalidad de las células tumorales. Los científicos han producido además entidades tan extrañas como los organismos “en mosaico”, formados por una mezcla de células de especies distintas. Se han creado embriones quiméricos de cabra y oveja, rata y ratón e incluso, recientemente, de conejo y humano (no se permitió que estos últimos se desarrollaran más allá de unos pocos días). En los últimos años, en el Reino Unido se ha permitido la creación de embriones quiméricos para la investigación en células madre. Para paliar la escasez y las dificultades de la donación de óvulos humanos, se crean embriones insertando en un óvulo de animal (vaca o coneja) despojado de su núcleo el de una célula humana. El animal sólo aporta un puñado de genes, en torno al 1% de los presentes en el individuo, los de las mitocondrias, que se encuentran en el seno del citoplasma del óvulo. Estos embriones deben destruirse, por ley, a los 14 días.

El quimerismo es un trastorno genético, que se cree que se origina cuando dos cigotos, tras la fecundación, se combinan formando uno solo, desarrollándose normalmente. El individuo resultante posee dos tipos de células diferentes, cada una con distinta constitución genética. En la mayoría de los casos reportados, células de órganos o zonas distintas del cuerpo tienen ADN distinto, como si fueran dos personas en una sola.

Corinna Ross, investigadora de la Universidad de Nebraska, descubrió que en los inicios del desarrollo fetal, los mellizos (tanto idénticos como no idénticos) de los titíes comparten suministro sanguíneo y placentas fusionadas, permitiendo un flujo abundante de células fetales entre los miembros de la camada. Saber cómo los monos titíes mantienen la tolerancia inmunitaria a tantas células foráneas a lo largo de la vida ayudaría a los investigadores que tratan de impedir el rechazo humano de los órganos trasplantados.

Según las últimas teorías, esta enfermedad es causada por dos óvulos que han sido fertilizados tras el acto sexual, los cuales, antes de tres semanas, se unen y crean un ser con doble material genético. Puede ocurrir que estos cigotos que se unen sean de diferente sexo, por lo que existe la posibilidad de que el individuo resultante sea un pseudohermafrodita, con células de su cuerpo con genotipo correspondiente a los dos sexos. Asimismo pueden existir casos donde el color de la piel no este definido y pueda tener manchas por el cuerpo.

¿Creéis que estos casos son malformaciones o aberraciones? Pues entonces vosotros mismos sois aberrantes y anormales. Todos poseemos en nuestros cuerpos células que no son nuestras. Además de los billones de células que descienden del óvulo fecundado del que procedemos, poseemos un pequeño conjunto de células procedentes de otros individuos genéticamente distintos. Nuestras madres nos pasan células suyas (microquimerismo materno), de diversos orígenes, a través de la placenta, que no tiene una pared completamente impenetrable. Esas células pueden prosperar en nuestro organismo indefinidamente y migrar a diferentes zonas. También células del feto pueden pasar a la madre y permanecer en ella (microquimerismo fetal). Conforme una madre vaya teniendo hijos, dejará cada vez más de “ser ella misma”, para convertirse en un mosaico de células procedentes de individuos distintos, aunque cercanos genéticamente (con el 50% de sus genes). De todas formas, esta aportación no es demasiado importante y la mujer mantiene, más o menos, su identidad.

Para perdurar muchos años en el otro organismo, entre las células que migran debe haber células madre. Estas células foráneas consiguen muchas veces escapar al ataque del sistema inmunitario del organismo, que debería etiquetarlas como extrañas y destruirlas. No se sabe aún muy bien cómo lo logran. Estas células pueden ser perjudiciales para el organismo que las alberga. La dermatomiositis juvenil es una enfermedad autoinmunitaria que afecta a la piel y los músculos y en la que parecen estar involucradas células de la madre. Un trabajo publicado en 2.004 por Ann M. Reed, de la clínica Mayo, demostró que las células inmunitarias maternas, aisladas a partir de la sangre de los pacientes, reaccionaban contra otras células de esos mismos pacientes. Reed y colaboradores sugieren que la enfermedad surge cuando las células inmunitarias maternas atacan los tejidos del hijo. El lupus neonatal se origina cuando células madre de la madre ingresan en el feto, se integran en el corazón y se transforman en células musculares. El sistema inmunitario del feto reacciona para destruir estas células extrañas y acaba dañando todo el músculo cardiaco. Por otro lado, como las células de nuestra madre son más viejas que las nuestras, es de suponer que sean más propensas a padecer cáncer.

Por otro lado, las células madre extrañas pueden ayudar a reparar lesiones en el organismo que las aloja. Hay pruebas de que las células maternas pueden ayudar a regenerar tejido del páncreas en hijos afectados de diabetes tipo I (enfermedad autoinmunitaria, que ataca sobre todo a niños y jóvenes, eliminando las células beta del páncreas, productoras de insulina).

Las células procedentes del feto pueden causar en la madre enfermedades autoinmunitarias. Éstas suelen ser más frecuentes en mujeres que en hombres, suelen atacar a mujeres de entre 40 y 60 años, después de que muchas de ellas hayan estado embarazadas. Además, los rechazos que aparecen tras los transplantes de órganos o tejidos producen endurecimiento de la piel, destrucción del revestimiento del intestino y daños en los pulmones. Estos síntomas son casi los mismos que los del escleroderma, un trastorno considerado autoinmune. Se ha descubierto que hay más células fetales en las mujeres enfermas de escleroderma que en las sanas, sobre todo en los tejidos más afectados, como la piel y los pulmones. Se ha vinculado también el microquimerismo fetal con otras enfermedades de la madre, como el cáncer de mama (efecto beneficioso) y de cuello de útero y la hipertensión asociada al embarazo. El microquimerismo fetal también podría estimular el sistema inmunitario de la madre, con efectos beneficiosos. Las células inmunitarias fetales también pueden atacar a agentes patógenos, ayudando al sistema inmunitario de la madre. Existen también pruebas de que la artritis reumatoide (inflamación crónica y frecuentemente dolorosa, de las articulaciones) mejora durante el embarazo. Los niveles superiores de microquimerismo fetal en la sangre de la madre guardaban correlación con una mayor atenuación de los síntomas de la artritis reumatoide durante el embarazo.

Nosotros también podemos tener algunas células procedentes de un hermano mellizo, a veces muerto en las primeras etapas de su desarrollo embrionario; también es posible que poseamos algunas células de nuestros hermanos mayores que se incorporaron a nuestra madre cuando estos eran fetos. Se ha comprobado que algunas células de la madre pasan con la leche al bebé lactante. También podrías poseer células directamente procedentes de tu abuela, tu bisabuela, tu tatarabuela... No se sabe si durante el acto sexual se intercambian células de un miembro de la pareja al otro. Por medio de las transfusiones de sangre también se pueden adquirir células somáticas del donante.

En el sistema circulatorio, el microquimerismo fetal o materno es mínimo, pero cálculos basados en el ADN total sugieren que una de cada 100.000 o de cada millón de nuestras células es foránea. Esta proporción puede llegar a ser de varios cientos de células extrañas por cada millón en determinados órganos. Es notable el hecho de que las células fetales y las maternas tiendan a migrar a diferentes órganos y tejidos de preferencia. No se sabe aún si las células de la madre o del feto pueden traspasar la barrera hematoencefálica y llegar al cerebro. Quizá, si es así, una madre pueda experimentar cambios en algunas funciones cerebrales o incluso en su personalidad tras tener embarazos (aunque esto es un poco fantasear demasiado, porque los cambios deberían ser muy pequeños, en el caso de que se produzcan).