El quilo, con “q” es el líquido formado en el duodeno (intestino delgado) por bilis, jugo pancreático y lípidos emulsionados resultado de la digestión de los alimentos ingeridos. En el podcast Quilo de Ciencia, realizado por el profesor Jorge Laborda, intentamos “digerir” para el oyente los kilos de ciencia que se generan cada semana y que se publican en las revistas especializadas de mayor impacto científico. Los temas son, por consiguiente variados, pero esperamos que siempre resulten interesantes, amenos, y, en todo caso, nunca indigestos.
Si dejamos al margen las maravillas de los genes y de las proteínas, es decir, los extraordinarios fenómenos de la biología molecular sobre la que se sustenta toda la biosfera, no dudo un momento en elegir las interacciones entre hospedadores y parásitos como uno de los prodigios más asombrosos de todo el universo. Hoy os quiero hablar de una relación parasitaria extraordinaria: la que lleva a cabo una luminosa mariposa con las oscuridades de un hormiguero. Sorprendente, ¿verdad?
Pero antes, creo necesario comentar que la primera sorpresa al introducirse en el mundo de los parásitos y hospedadores se recibe cuando nos enteramos de que los parásitos aparecieron prácticamente al mismo tiempo que surgieron los primeros seres que podríamos llamar vivos, es decir, los primeros entes capaces de reproducirse, de copiarse a sí mismos cometiendo errores de copia, y, por consiguiente, capaces de iniciar el proceso de evolución por selección natural. En otras palabras: el parasitismo, lejos de ser una innovación tardía en la evolución de la vida, es, bien al contrario, consustancial a esta.
Se estima que los primeros entes capaces de reproducirse, los primeros replicadores, estaban formados por una vesícula compuesta por lípidos semejantes a los que forman las membranas de las células actuales, que encerraba moléculas de RNA dotadas de actividad enzimática, y tal vez algunas proteínas. Estas entidades reciben el nombre de protobiontes y se calcula que surgieron en el periodo llamado Hádico, hace 4.250 a 4.450 millones de años, mes más, mes menos.
En este entorno, comenzarían a coexistir replicadores autónomos y replicadores defectuosos. Algunos de estos replicadores imperfectos se convirtieron inmediatamente en parásitos, ya que, debido a su discapacidad molecular, no podían reproducirse de manera independiente, pero sí podían hacerlo utilizando la maquinaria de los replicadores autónomos. Estos primeros “parásitos génicos” emergieron antes del último antepasado común universal (LUCA), pues aparecieron en el mundo de RNA anterior a las células.
Es importante tener claro, por consiguiente, que esos parásitos carecían de intención alguna de aprovecharse de otras moléculas reproductoras; no eran ni buenos ni malos. Simplemente surgieron espontáneamente en el sistema químico primordial de entidades replicadoras que dio luego origen a las primeras células y desde ese momento los parásitos iniciaron una evolución paralela a la evolución del resto de los seres vivos.
Obviamente, no podemos viajar atrás en el tiempo para observar los fenómenos que pudieron dar origen a la vida y a los primeros parásitos, procesos que, por otra parte, probablemente duraron mucho más que una efímera vida humana. Sin embargo, sí podemos ahora simular por ordenador las condiciones que dieron origen a los primeros replicantes.
Al abstraer las reacciones químicas primordiales en operaciones digitales, estos programas pueden intentar probar o refutar hipótesis sobre cómo aparecieron por primera vez las moléculas replicadoras y portadoras de información, sobre las condiciones que permiten la autorreplicación estable frente a la aparición de parásitos moleculares y sobre cómo las secuencias “parásitas” (bits cortos de información o código que se reproducen utilizando recursos de otros replicadores sin contribuir a la generación de recursos ellos mismos) afectan la estabilidad y evolución general del sistema. Estas simulaciones han permitido concluir que, como ya hemos comentado, el parasitismo es consustancial con la vida.
En estos contextos, las piezas de código parásitas reflejan una analogía biológica con los virus o los parásitos moleculares, que explotan la maquinaria replicativa construida por otros seres. Estas simulaciones ayudan a los investigadores a comprender cómo la vida primitiva podría haber navegado por el equilibrio entre la cooperación, la competencia y la explotación.
Así pues, desde el origen de la vida, parásitos y no parásitos han evolucionado de manera conjunta, lo que ha establecido una carrera de armamentos entre ambas clases de seres vivos. Esto ha permitido el desarrollo de relaciones de dependencia y al mismo tiempo de conflicto extraordinarias entre parásitos y hospedadores. Una de ellas es la establecida entre ciertas mariposas de la familia Maculinea y hormigas de la familia Myrmica. Estas mariposas y hormigas son bastante comunes en el continente euroasiático. En particular, hablaremos de la relación parásita entre la mariposa hormiguera de lunares (Maculinea arion, también conocida como Phengaris arion) y la hormiga Myrmica sabuleti.
Como sabéis, las mariposas antes de alcanzar el estado adulto, en el que se han convertido en bellísimos seres voladores con coloridas alas que se alimentan del dulce y transparente néctar de las flores, atraviesan por una fase larvaria, en la que suelen ser unos repulsivos gusanos que se alimentan de las hojas de ciertas plantas.
Sin embargo, esto no siempre es así, y algunas mariposas, tras alimentarse inicialmente de hojas, pasan a alimentarse de manera diferente. Este es el caso de la mariposa hormiguera de lunares, llamada de este modo por su relación parasitaria con las hormigas y porque cuenta con lunares en sus hermosas alas de color azulado.
Las hembras de esta mariposa depositan sus huevos sobre hojas de plantas de tomillo. Cuando eclosionan, las larvas comienzan a alimentarse de las hojas de estas plantas. Al alcanzar una etapa concreta de su desarrollo, las larvas de mariposa se desprenden de las plantas de tomillo y se dejan caer al suelo, a la espera de que una hormiga de la especie Myrmica sabuleti las encuentre.
Se podría pensar que si la larva de mariposa es encontrada por una hormiga esta la matará y la trasportará al hormiguero como alimento. Sin embargo, no es eso lo que sucede. La larva de mariposa, a lo largo de millones de años de evolución en un entorno en el que abundan las hormigas Myrmica, ha aprendido a engañarlas. La larva de mariposa produce sustancias químicas muy similares o idénticas a las que las hormigas utilizan para identificar a otros miembros de su especie, incluidas sus larvas.
De este modo, cuando la hormiga encuentra a la larva de mariposa en el suelo, la identifica como si fuera una larva de su propia especie. Puesto que su cerebro de hormiga carece obviamente de capacidad intelectual para preguntarse cómo es posible que una larva de hormiga haya llegado sola desde su hormiguero hasta allí, la hormiga desencadena el algoritmo de comportamiento automático estimulado por el olor de las sustancias químicas que la larva de mariposa emite. Este algoritmo no es otro que atrapar a la larva suavemente con sus mandíbulas, llevarla hasta el hormiguero y depositarla junto con las verdaderas larvas de hormiga, para cuidarla y alimentarla.
De alguna manera, que no sé si ha sido aclarada por la ciencia, la larva de mariposa sabe también cuándo ha llegado al hormiguero. Tal vez la gran concentración de sustancias químicas particulares, emitidas por las hormigas o sus larvas, sea la señal que necesita. Sea como sea, la larva de mariposa una vez en el hormiguero también desencadena un algoritmo automático de comportamiento, que, no obstante, puede ser de dos variedades diferentes dependiendo de la especie de mariposa Phengaris de qué se trate.
La primera variedad es la llamada «estrategia del cuco». Cuando usan esta estrategia, se ha comprobado que las larvas de mariposa emiten sonidos similares a los emitidos por las reinas de las hormigas. Esto no solo consigue que la larva sea alimentada por las hormigas obreras, sino que estas la alimentan de manera preferente a las larvas de otras obreras. La manipulación ejercida por la larva de estas especies de mariposa es tal que, en caso de necesidad, las obreras matarán a sus propias larvas para transformarlas en alimento para su supuesta reina, o pondrán a salvo a la larva de mariposa antes que a sus propias larvas en caso de peligro.
La mariposa hormiguera de lunares no emplea la «estrategia cuco», sino la «estrategia predadora». Una vez en el hormiguero, la larva de esta mariposa se alimenta de las larvas de las hormigas, a las que captura y mata, mientras se sigue haciendo pasar por una de las larvas de las que se alimenta, la muy astuta, para evitar que las obreras la detecten.
Sin embargo, estas estrategias no son perfectas y con cierta frecuencia las larvas de mariposa infiltradas en el hormiguero son detectadas, muertas y convertidas en alimento para las verdaderas larvas de hormiga. Se ha podido determinar que la eliminación de la larva de mariposa es más frecuente los diez primeros días tras entrar en el hormiguero. A partir de ese momento la larva de mariposa tiene más probabilidad de sobrevivir. Además, también se ha comprobado que la «estrategia cuco» es seis veces más eficaz para conseguir la supervivencia de la larva de mariposa que la «estrategia predadora».
No puedo despedirme sin hacer hincapié en el hecho de que estos maravillosos comportamientos e intrincadas relaciones manipuladoras entre diferentes especies se han gestado a lo largo de miles de millones de años de evolución, desde que el primer ente replicante surgió sobre la faz de nuestro planeta. Hoy, todo esto se encuentra en peligro. Muchas especies de mariposas, incluidas estas de las que hemos hablado, se encuentran en peligro de extinción. Para algunos, será una verdadera lástima perderlas, aunque las hormigas y otros especímenes con cerebros similares puedan alegrarse de su desaparición.
Jorge Laborda (02/05/2025)
Referencias:
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Settele, Josef; Francesca Barbero; Martin Musche; Jeremy A. Thomas; Karsten Schönrogge (2011). “Singing the blues: from experimental biology to conservation application”. J. Exp. Biol. 214 (9): 1407–1410. doi:10.1242/jeb.035329. PMID 21490248.
Cobb, Matthew (2009). “Caterpillars make noises like ants”. J. Exp. Biol. 212 (12): v. doi:10.1242/jeb.021741.
Akino T., Knapp J. J., Thomas J. A. and Elmes G. W. 1999Chemical mimicry and host specificity in the butterfly Maculinea rebeli, a social parasite of Myrmica ant coloniesProc. R. Soc. Lond. B.2661419–1426http://doi.org/10.1098/rspb.1999.0796
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