Bonitas, delicadas y tóxicas; así son las mariposas monarcas. Si un ave intentara comérselas las escupiría rápidamente porque están envenenadas. Así es, aunque no producen por sí mismas el veneno sino que lo adquieren en su dieta. Estas mariposas se alimentan de una especie vegetal introducida y ampliamente distribuida por América llamada asclepia, o algodoncillo.

Por sus componentes químicos, dicha planta ha sido usada tradicionalmente para curar la caries, tratar heridas y, en varias partes de África los cazadores la usan para envenenar la punta de sus lanzas. Pero estas toxinas han hecho algo más en la naturaleza que sólo proporcionarle usos medicinales al algodoncillo. Han desatado una cascada evolutiva a través múltiples niveles de la cadena alimenticia, causando mutaciones genéticas en insectos, gusanos, ratones y aves.

La monarca se alimenta de la planta y toma los glucósidos cardíacos tóxicos almacenándolos en ciertas partes de su cuerpo, obteniendo una defensa contra los depredadores. Sin embargo, algunos de estos depredadores, como picogrueso cabecinegro (Pheucticus melanocephalus), pueden comer al insecto sin intoxicarse. Los científicos llevan mucho tiempo tratando de entender cómo es esto posible. ¿Habrá desarrollado la misma protección que la mariposa monarca?

Lo que no te mata…

El año pasado se publicó el genoma completamente secuenciado del picogrueso cabecinegro. Desde entonces, investigadores han jugado a ser los detectives de genes, logrando encontrar tres mutaciones también presentes en la mariposa.

Algunos genes están involucrados en mover el sodio hacia adentro y el potasio fuera de las células. No obstante, las toxinas del algodoncillo bloquean esta bomba y causan caos dentro del cuerpo. Los animales con corazón, como las aves y los humanos, pueden morir de insuficiencia cardíaca debido a la ingesta de la toxina.

Las mutaciones en los genes de la bomba de sodio potasio son necesarias para la supervivencia si la comida principal del animal consiste en las toxinas del algodoncillo.

«Parece que, sorprendentemente, están desarrollando resistencia utilizando el mismo tipo de maquinaria en los mismos lugares del código genético de la monarca, los pulgones, los insectos y los escarabajos, que también se alimentan de algodoncillo», indicó Noah Whiteman, biólogo de la Universidad de California Berkeley.

Evolución convergente

El descubrimiento de las mutaciones en los mismos genes en organismos de distintos niveles alimenticios es una muestra de las conexiones dentro de los sistemas vivos, algo realmente sorprendente. Pero no queda ahí, pues la mariposa y el ave no son los únicos que tienen dichas variaciones beneficiosas. También están presentes en la avispa parásita (Trichogramma pretiosum) y en los ratones ciervo (Peromyscus maniculatus) que se alimentan de la monarca.

Los resultados sugieren que se necesitan al menos dos sustituciones en los genes de la bomba para permitir que los animales se aprovechen de las mariposas monarca, aunque se precisan más experimentos genéticos para confirmar esta hipótesis.

«Es notable que la evolución convergente se haya producido a nivel molecular en todos estos animales. Las toxinas de las plantas provocaron cambios evolutivos en al menos tres niveles de la cadena alimentaria», señaló el biólogo de sistemas evolutivos Simon Groen de la Universidad de California Riverside.

Los autores de la investigación publicada en Current Biology ahora apuntan a identificar las mutaciones en los genes de la bomba potasio en otros animales que también se alimentan de la monarca sin morir en el intento.