Articulo de referencia

Toxinas

Pulverización de toxungen inducida experimentalmente por el escorpión Parabuthus transvaalicus . Un toxungeno comprende una secreción u otro fluido corporal que contiene una o m...

Pulverización de toxungen inducida experimentalmente por el escorpión Parabuthus transvaalicus .

Un toxungeno comprende una secreción u otro fluido corporal que contiene una o más toxinas biológicas que es transferido por un animal a la superficie externa de otro animal a través de un mecanismo de entrega física con o sin contacto directo entre el animal secretor y la víctima. [ 1 ] Los toxungenos pueden ser entregados a través de escupir, rociar o untar. Como una de las tres categorías de toxinas biológicas, los toxungenos pueden distinguirse de los venenos , que se transfieren pasivamente a través de la ingestión, inhalación o absorción a través de la piel, y los venenos , que se entregan a través de una herida generada por contacto directo en forma de mordedura, picadura u otra acción similar. [ 2 ] El uso de toxungenos ofrece la ventaja evolutiva de entregar toxinas en los tejidos del objetivo sin necesidad de contacto físico. [ 3 ] Los animales que utilizan toxungenos se denominan toxungénicos .

Distribución taxonómica

Los toxungens han evolucionado en una variedad de animales, incluyendo gusanos planos , [ 4 ] insectos , [ 5 ] [ 6 ] arácnidos , [ 7 ] cefalópodos , [ 8 ] anfibios , [ 9 ] y reptiles . [ 10 ]

El uso de toxinas también podría existir en las aves , ya que varias especies despliegan secreciones defensivas de sus estómagos, glándulas uropigiales o cloacas, y algunas se ungen con sustancias químicas adquiridas heterogéneamente de milpiés , orugas , escarabajos , materiales vegetales e incluso pesticidas fabricados . [ 11 ] [ 12 ] Algunas de las sustancias descritas pueden ser tóxicas, al menos para los ectoparásitos , lo que las calificaría como toxinas.

El uso de toxinas también podría existir en varios grupos de mamíferos. Los loris lentos (género Nycticebus ), que comprenden varias especies de primates nocturnos en el sudeste asiático, producen una secreción en sus glándulas braquiales (una glándula odorífera cerca de su axila) que posee toxicidad aparente. [ 13 ] [ 14 ] [ 15 ] Cuando la secreción es lamida y combinada con saliva, su mordedura introduce la secreción en una herida, lo que puede causar lesiones tisulares a veces graves a congéneres y otros agresores, funcionando así como un veneno. También pueden frotar la secreción en su pelaje o lamer a sus crías antes de esconderlas en un lugar seguro, funcionando así potencialmente como una toxungen. Las mofetas y varios otros miembros de Mephitidae y Mustelidae rocían una secreción nociva y potencialmente dañina de su saco anal cuando se sienten amenazados. [ 16 ] Altas concentraciones del rocío pueden ser tóxicas, [ 17 ] con informes raros de víctimas del rocío que sufren lesiones e incluso la muerte. [ 18 ] [ 19 ]

Aunque el terópodo extinto Dilophosaurus fue representado en las películas originales de Jurassic Park y Jurassic World Dominion como capaz de escupir una secreción tóxica, no existe evidencia que sugiera que algún dinosaurio poseyera toxungen o veneno. [ 20 ]

Clasificación del despliegue de toxinas

Algunos animales utilizan sus toxinas de múltiples maneras y pueden clasificarse como venenosos, toxungénicos y/o ponzoñosos. Ejemplos de ello son el escorpión Parabuthus transvaalicus , que es toxungénico (puede rociar sus toxinas) y ponzoñoso (puede inyectar sus toxinas), [ 21 ] [ 22 ] y la serpiente Rhabdophis tigrinus , que es venenosa (acumula toxinas de sapo y/o luciérnaga en los tejidos de sus glándulas nucales que son tóxicas si son consumidas por un depredador), toxungénica (las glándulas nucales están presurizadas y pueden rociar las toxinas cuando se rompen) y ponzoñosa (las secreciones tóxicas de las glándulas orales pueden inyectarse a través de los dientes). [ 23 ] Incluso los humanos pueden ser considerados facultativamente venenosos, tóxicos y ponzoñosos porque a veces utilizan toxinas por los tres medios para investigación y desarrollo (por ejemplo, con fines biomédicos), agricultura (por ejemplo, fumigación con insecticidas) y razones nefastas (para matar a otros animales, incluidos los humanos). [ 24 ]

Evolución y función

El despliegue de toxinas ofrece una ventaja evolutiva clave en comparación con los venenos. Estos últimos requieren contacto directo con el animal objetivo, lo que expone al animal portador de la toxina al riesgo de sufrir lesiones o incluso la muerte a manos de un enemigo potencialmente peligroso. La evolución de la capacidad de escupir o rociar una secreción tóxica puede reducir este riesgo al liberar las toxinas a distancia. [ 25 ]

Las toxinas utilizadas como toxungens pueden adquirirse por varios medios. Muchas especies sintetizan sus propias toxinas y las almacenan en glándulas, pero otras las adquieren exógenamente de otras especies. Dos ejemplos ilustran la adquisición exógena. Las serpientes del género Rhabdophis secuestran las toxinas de sus glándulas nucales a partir de su dieta de sapos y/o luciérnagas , [ 26 ] [ 27 ] Los pulpos de anillos azules (género Hapalochlaeana ) adquieren la tetrodotoxina , el componente no proteínico altamente tóxico de sus glándulas salivales que puede ser expulsado al agua para someter a las presas cercanas, mediante la acumulación a partir de recursos alimenticios y/o bacterias simbióticas productoras de tetrodotoxina. [ 28 ] [ 29 ]

Los toxungens se utilizan con mayor frecuencia con fines defensivos, pero también pueden emplearse en otros contextos. Ejemplos del uso de toxungens para la depredación incluyen el pulpo de anillos azules , que puede rociar su secreción en el agua para inmovilizar o matar a su presa, [ 30 ] y las hormigas del género Crematogaster que someten cooperativamente a sus presas sujetándolas, extendiendo sus alas y luego untando sus toxinas sobre la superficie de la presa. [ 31 ] Los toxungens también pueden utilizarse para la comunicación y la higiene. Muchos himenópteros poseen una secreción que utilizan como veneno (inyectado para la depredación y/o la defensa) que también pueden rociar para comunicar alarma entre los miembros del nido, para marcar un sendero utilizado para recolectar alimento o para mantener a su descendencia libre de parásitos. [ 32 ]

Debido a su singular sistema de administración, las toxinas pueden diseñarse químicamente para penetrar mejor las superficies corporales. Los artrópodos que rocían o untan su secreción sobre sus presas insectiles mejoran la penetración de la toxina al incluir un agente dispersante que aumenta adicionalmente la toxicidad. [ 33 ] [ 34 ] [ 35 ] Algunas cobras escupidoras han modificado su secreción de modo que las cardiotoxinas sean más dañinas para las membranas oculares. [ 36 ]

Referencias

  1. Nelsen, DR, Nisani, Z., Cooper, AM, Fox, GA, Gren, EC, Corbit, AG, & Hayes, WK (2014). "Veneno, toxinas y venenos: redefiniendo y clasificando las secreciones biológicas tóxicas y los organismos que las emplean". Biological Reviews, 89(2), 450-465. doi:10.1111/brv.12062 . PMID: 24102715 .
  2. Nelsen, DR, Nisani, Z., Cooper, AM, Fox, GA, Gren, EC, Corbit, AG, & Hayes, WK (2014). "Veneno, toxinas y venenos: redefiniendo y clasificando las secreciones biológicas tóxicas y los organismos que las emplean". Biological Reviews, 89(2), 450-465. doi:10.1111/brv.12062 . PMID: 24102715 .
  3. Nelsen, DR, Nisani, Z., Cooper, AM, Fox, GA, Gren, EC, Corbit, AG, & Hayes, WK (2014). "Veneno, toxinas y venenos: redefiniendo y clasificando las secreciones biológicas tóxicas y los organismos que las emplean". Biological Reviews, 89(2), 450-465. doi:10.1111/brv.12062 . PMID: 24102715 .
  4. Koopowitz, H. (1970). "Comportamiento alimentario y el papel del cerebro en el gusano plano policlado, Planocera gilchristi ". Animal Behavior 18, 31–35. doi:10.1016/0003-3472(70)90066-7 .
  5. Deml, R. y Dettner, K. (1994). Las orugas de Attacus atlas (Lep., Saturniidae) rocían una secreción irritante de glándulas defensivas. Journal of Chemical Ecology 20, 2127–2138. doi:10.1007/BF02066249 . PMID: 24242735 .
  6. Eisner, T., Aneshansley, DJ, Eisner, M., Attygalle, AB, Alsop, DW y Meinwald, J. (2000a). "Mecanismo de pulverización del escarabajo bombardero más primitivo ( Metrius contractus )". Journal of Experimental Biology 203, 1265–1275. doi:10.1242/jeb.203.8.1265 . PMID: 10729276 .
  7. Nisani, Z., & Hayes, WK (2015). "Comportamiento de rociado de veneno del escorpión Parabuthus transvaalicus (Arachnida: Buthidae)". Behavioural Processes, 115, 46-52. doi:10.1016/j.beproc.2015.03.002 . PMID: 25748565 .
  8. Sutherland, S. y Lane, W. (1969). "Toxinas y modo de envenenamiento del pulpo común anillado o de bandas azules". Medical Journal of Australia 1, 893–898. doi:10.5694/j.1326-5377.1969.tb49778.x . PMID: 4977737 .
  9. Brodie, ED y Smatresk, NJ (1990). "El arsenal antipredador de las salamandras de fuego: rociado de secreciones de glándulas cutáneas dorsales altamente presurizadas". Herpetologica 46, 1–7. https://www.jstor.org/stable/3892595 .
  10. Berthé, RA, De Pury, S., Bleckmann, H., & Westhoff, G. (2009). "Las cobras escupidoras ajustan la distribución de su veneno a la distancia del objetivo". Journal of Comparative Physiology A, 195(8), 753-757. doi : 10.1007/s00359-009-0451-6 . PMID 19462171 . 
  11. JP Dumbacher y Pruett-Jones, S. (1996). "Defensa química aviar". En: Nolan, V., Jr., y Ketterson, ED (Eds.), Current Ornithology, vol. 13, Plenum Press, Nueva York (1996), pp. 137-174. doi : 10.1007/978-1-4615-5881-1_4
  12. Morozov, NS (2015). ¿Por qué las aves practican el comportamiento de cazar hormigas? Biology Bulletin Reviews, 5(4), 353-365. doi : 10.1134/S2079086415040076
  13. Alterman, L. (1995). «Toxinas y peines dentales: posibles defensas químicas aloespecíficas en Nycticebus y Perodicticus ». En Alterman, L.; Doyle, GA; Izard, MK (eds.). Criaturas de la oscuridad: los prosimios nocturnos. Nueva York, Nueva York: Plenum Press. Págs. 413–424. ISBN 978-0-306-45183-6OCLC 33441731 
  14. Nekaris, K., Moore, RS, Rode, EJ, & Fry, BG (2013). Loco, malo y peligroso de saber: la bioquímica, ecología y evolución del veneno del loris lento. Journal of Venomous Animals and Toxins including Tropical Diseases, 19, 1-10. doi : 10.1186/1678-9199-19-21 . PMID 31074351 . 
  15. ^ Nekaris, KAI, Campera, M., Nijman, V., Birot, H., Rode-Margono, EJ, Fry, BG, ... e Imron, MA (2020). Los loris perezosos utilizan el veneno como arma en la competencia intraespecífica. Biología actual, 30(20), R1252-R1253. doi : 10.1016/j.cub.2020.08.084 . PMID 33080192 . 
  16. Stankowich, T., Caro, T., & Cox, M. (2011). Coloración llamativa y la evolución del aposematismo en carnívoros terrestres. Evolution, 65(11), 3090-3099. doi : 10.1111/j.1558-5646.2011.01334.x . PMID 22023577 . 
  17. Wood, WF (1999). La historia de la investigación sobre la secreción defensiva de la mofeta. The Chemical Educator, 4(2), 44-50. doi : 10.1007/s00897990286a .
  18. Zaks, KL, Tan, EO y Thrall, MA (2005). Anemia por cuerpos de Heinz en un perro rociado con almizcle de mofeta. Journal of the American Veterinary Medical Association, 226(9), 1516-1518. doi : 10.2460/javma.2005.226.1516 . PMID 15882003 . 
  19. Fierro, BR, Agnew, DW, Duncan, AE, Lehner, AF, & Scott, MA (2013). El almizcle de mofeta provoca la formación de metahemoglobina y cuerpos de Heinz in vitro. Veterinary Clinical Pathology, 42(3), 291-300. doi : 10.1111/vcp.12074 . PMID 24033800 . 
  20. Carter, N. Sin fecha. "El verdadero Dilophosaurus ". En Blogosaur, Museo de Dinosaurios Phillip J. Curie .
  21. Nisani, Z., & Hayes, WK (2015). "Comportamiento de rociado de veneno del escorpión Parabuthus transvaalicus (Arachnida: Buthidae)". Behavioural Processes, 115, 46-52. doi:10.1016/j.beproc.2015.03.002 . PMID: 25748565 .
  22. Nisani, Z., & Hayes, WK (2011). "Picadura defensiva de escorpiones Parabuthus transvaalicus : evaluación de riesgos y dosificación de veneno". Animal Behaviour, 81(3), 627-633. doi:10.1016/j.anbehav.2010.12.010 .
  23. Mori, A., Burghardt, GM, Savitzky, AH, Roberts, KA, Hutchinson, DA, & Goris, RC (2012). "Glándulas nucales: un nuevo sistema defensivo en serpientes". Chemoecology, 22(3), 187-198. doi:10.1007/s00049-011-0086-2 .
  24. Nelsen, DR, Nisani, Z., Cooper, AM, Fox, GA, Gren, EC, Corbit, AG, & Hayes, WK (2014). "Veneno, toxinas y venenos: redefiniendo y clasificando las secreciones biológicas tóxicas y los organismos que las emplean". Biological Reviews, 89(2), 450-465. doi: 10.1111/brv.12062 . PMID: 24102715 .
  25. Nelsen, DR, Nisani, Z., Cooper, AM, Fox, GA, Gren, EC, Corbit, AG, & Hayes, WK (2014). "Veneno, toxinas y venenos: redefiniendo y clasificando las secreciones biológicas tóxicas y los organismos que las emplean". Biological Reviews, 89(2), 450-465. doi:10.1111/brv.12062 . PMID: 24102715 .
  26. Hutchinson, DA, Mori, A., Savitzky, AH, Burghardt, GM, Wu, X., Meinwald, J., & Schroeder, FC (2007). "Secuestro dietético de esteroides defensivos en las glándulas nucales de la serpiente asiática Rhabdophis tigrinus ". Proceedings of the National Academy of Sciences, 104(7), 2265-2270. doi:10.1073/pnas.0610785104 . PMID: 17284596 .
  27. Fukuda, M., & Mori, A. (2021). "¿Tiene la serpiente natricina asiática, Rhabdophis tigrinus , preferencia química por una toxina cutánea de los sapos?" Current Herpetology, 40(1), 1-9. doi: [ doi : 10.5358/hsj.40.1 10.5358/hsj.40.1].
  28. Sutherland, S. y Lane, W. (1969). "Toxinas y modo de envenenamiento del pulpo común anillado o de bandas azules". Medical Journal of Australia 1, 893–898. doi:10.5694/j.1326-5377.1969.tb49778.x . PMID: 4977737 .
  29. Yamate, Y., Takatani, T., & Takegaki, T. (2021). "Niveles y distribución de tetrodotoxina en el pulpo de líneas azules Hapalochlaena fasciata en Japón, con especial referencia a la distribución dentro del cuerpo." Journal of Molluscan Studies, 87(1), eyaa042. doi:.
  30. Sutherland, S. y Lane, W. (1969). "Toxinas y modo de envenenamiento del pulpo común anillado o de bandas azules". Medical Journal of Australia 1, 893–898. doi:10.5694/j.1326-5377.1969.tb49778.x . PMID: 4977737 .
  31. Richard, FJ, Fabre, A. y Dejean, A. (2001). "Comportamiento depredador en especies dominantes de hormigas arborícolas: el caso de Crematogaster sp. (Hymenoptera: Formicidae)". Journal of Insect Behavior 14, 271–282. doi:10.1023/A:1007845929801 .
  32. Nelsen, DR, Nisani, Z., Cooper, AM, Fox, GA, Gren, EC, Corbit, AG, & Hayes, WK (2014). "Veneno, toxinas y venenos: redefiniendo y clasificando las secreciones biológicas tóxicas y los organismos que las emplean". Biological Reviews, 89(2), 450-465. doi:10.1111/brv.12062 . PMID: 24102715 .
  33. Eisner, T., Meinwald, J., Monro, A. y Ghent, R. (1961). "Mecanismos de defensa de los artrópodos. I. Composición y función del aerosol del escorpión látigo, Mastigoproctus giganteus (Lucas) (Arachnida, Pedipalpida)". Journal of Insect Physiology 6, 272–298. doi:10.1016/0022-1910(61)90054-3 .
  34. Prestwich, GD (1984). "Mecanismos de defensa de las termitas". Annual Review of Entomology 29, 201–232. doi:10.1146/annurev.en.29.010184.001221 .
  35. Eisner, T., Rossini, C. y Eisner, M. (2000b). "Defensa química de una tijereta ( Doru taeniatum )". Chemoecology 10, 81–87. doi:10.1007/s000490050011 .
  36. Ismail, M., Al-Bekairi, AM, El-Bedaiwy, AM y Abd-El Salam, MA (1993). "El efecto ocular de las cobras escupidoras: II. Evidencia de que las cardiotoxinas son responsables del síndrome de opacificación corneal". Toxicología Clínica 31, 45–62. doi:10.3109/15563659309000373 . PMID: 8433415 .