Aumento en niveles de dióxido de carbono amenaza a las mariposas monarca
Altos niveles de dióxido de carbono en la atmósfera podrían reducir las propiedades medicinales de las plantas asclepias que protegen a las mariposas monarca de enfermedades, de acuerdo a un nuevo estudio realizado en la Universidad de Michigan.
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Las hojas de las asclepias contienen toxinas amargas que ayudan a las monarcas a protegerse de depredadores y parásitos, y la planta es el único alimento de las orugas de la monarca. En un experimento de varios años en la Estación Biológica de la U-M, los investigadores cultivaron cuatro especies de la planta con niveles variables de esos compuestos protectores, que se llaman cardenolides.La mitad de las plantas fueron cultivadas bajo niveles normales de dióxido de carbono, mientras que la otra mitad fue bañada, desde el amanecer hasta el anochecer, en casi el doble de esa cantidad. Luego las plantas fueron alimentadas a cientos de orugas monarca.
El estudio mostró que la más protectora de las cuatro especies de asclepias, también conocida como algodoncillo, perdió sus propiedades medicinales cuando creció bajo niveles elevados de CO2, lo que provocó una fuerte disminución de la capacidad de la monarca de tolerar a un parásito común, así como una reducción de una semana de su vida útil.El estudio analizó únicamente cómo los niveles elevados de dióxido de carbono alteran la química de las plantas y cómo esos cambios, a su vez, afectan las interacciones entre las monarcas y los parásitos.“Nuestros resultados enfatizan que el cambio ambiental global puede influir en las interacciones parásito-huésped a través de cambios en las propiedades medicinales de las plantas”, dijo Leslie Decker, autora del estudio que está programado para su publicación 10 de julio en la revista Ecology Letters.
Decker dirigió la investigación para su disertación doctoral en el Departamento de Ecología y Biología Evolutiva de la U-M y ahora es investigadora postdoctoral en la Universidad de Stanford.El ecólogo de la U-M Mark Hunter, asesor de disertación de Decker y coautor del artículo de Ecology Letters, dijo que los hallazgos del estudio de la monarca tienen amplias implicaciones. Muchos animales, incluidos los humanos, usan productos químicos en el medio ambiente para ayudarlos a controlar los parásitos y las enfermedades. Muchas medicinas, tales como la aspirina y el Taxol provenían originalmente de plantas.“Si el dióxido de carbono elevado reduce la concentración de medicamentos en las plantas que utilizan las monarcas, podría estar cambiando la concentración de medicamentos para todos los animales que se automedican, incluidos los humanos”, dijo Hunter, quien estudió a las monarcas en la Estación Biológica de la U-M, en el extremo norte de la península inferior de Michigan, durante más de una década.“Cuando jugamos a la ruleta rusa con la concentración de gases atmosféricos, estamos jugando a la ruleta rusa con nuestra capacidad de encontrar nuevos medicamentos en la naturaleza”, dijo.El otro autor del artículo de Ecology Letters es Jacobus de Roode de Emory University. El trabajo fue apoyado por la National Science Foundation.
Estudio descubre que las mariposas monarca usan plantas medicinales
Las mariposas monarca aparentemente usan plantas medicinales para tratar las enfermedades de sus crías, según indica una investigación encabezada por biólogos de la Universidad Emory. Sus conclusiones, hechas en colaboración con la Universidad de Michigan, se publicaron en la edición de Internet de la revista Ecology Letters.“Hemos demostrado que algunas especies Asclepias, las plantas que son la comida para las larvas, pueden reducir la infección con parásitos en las monarca”, dijo Jaap de Roode, el biólogo evolucionario de Emory que encabezó el estudio. “Y también encontramos que las mariposas hembra infectadas prefieren poner sus huevos sobre plantas que harán que sus crías estén menos enfermas, lo cual sugiere que las monarca han evolucionado para tener la capacidad de medicar a sus crías”.
Son pocos los estudios que se han hecho acerca de los animales que se medican a sí mismos pero algunos científicos han teorizado que la práctica puede ser más común y extensa que lo que se pensaba. “Creemos que nuestros experimentos proporcionan las mejores pruebas hasta la fecha de que los animales usan la medicación”, añadió De Roode.“Los resultados también son excitantes porque el comportamiento es transgeneracional”, dijo Thierry Lefebre, un colaborador doctorado en el laboratorio de De Roode. “Si bien es la madre la que expresa la conducta, es sólo la cría la que se beneficia. Este descubrimiento entre las mariposas monarca es sorprendente”.Las conclusiones podrían tener, también, implicaciones para la salud humana, según el ecólogo químico de la Universidad de Michigan, Mark Hunter, quien colaboró con el grupo de De Rooder en la investigación.“Cuando salgo al aire libre pienso en las plantas que veo como una gran farmacia verde. Pero lo que me asombra, también, es qué poco sabemos realmente acerca de lo que esa farmacia tiene para ofrecer”, añadió. “El estudio de los organismos que recurren a la automedicación nos da una clave acerca de cuáles compuestos valdría la pena investigar por su potencial como medicamentos para los humanos. Los investigadores han estudiado los tipos de hojas que los primates comen en la jungla, pero este trabajo con las mariposas enfatiza el aspecto de que aún los insectos en nuestro propio jardín pueden dar indicaciones útiles de lo que podría tener un uso medicinal”.Las mariposas monarca son conocidas por su espectacular migración de Estados Unidos a México cada año, y por los brillantes diseños de color anaranjado, negro y blanco en sus alas. Esos colores resplandecientes son una señal para los pájaros y otros posibles predadores de que la mariposa puede ser venenosa.Las orugas monarca se alimentan de decenas de especies de asclepias, incluidas algunas que contienen elevados niveles de cardenolidos. Estos compuestos químicos no dañan a las orugas pero las tornan tóxicas para los predadores aún después que emergen como adultas de sus crisálidas.Las investigaciones anteriores se habían enfocado en determinar si las mariposas eligen las especies de asclepias más tóxicas para ahuyentar a los predadores. De Rooder se preguntó si la elección podía relacionarse con el parásito Ophryocystis electroscirrha. Estos parásitos invaden el intestino de las orugas y luego persisten cuando se convierten en monarcas adultas. Una hembra infectada pasa los parásitos cuando pone los huevos. Si la mariposa adulta deja la etapa de pupa con una grave infección de parásitos, comienza a rezumar fluidos de su cuerpo y muere. Aún si la mariposa sobrevive, no vuela tan bien o por un período tan largo como las mariposas que no están infectadas.Los experimentos en el laboratorio de De Roode han mostrado que una hembra infectada con los parásitos prefiere depositar sus huevos sobre una especie tóxica de asclepia, en lugar de las especies no tóxicas. Las monarcas hembra no infectadas, sin embargo, no mostraron una preferencia.De Roode recibió recientemente una donación de 500.000 dólares de la Fundación Nacional de Ciencia que él usará para ver si los resultados obtenidos en el laboratorio pueden replicarse en el ambiente natural, en diferentes poblaciones de monarca, en varias regiones del mundo. Hunter recibió 150.000 dólares de la Fundación Nacional de Ciencia para identificar los compuestos químicos a los cuales se deben las propiedades medicinales en las plantas asclepia.
