El análisis químico ha revelado que un cambio dietético «extremo» hace millones de años ayudó a un grupo de serpientes a conservar su sistema de defensa química único.

Las serpientes Rhabdophis, que se encuentran habitualmente en el este de Asia, adquieren las toxinas defensivas de sus presas -en lugar de fabricar las suyas propias- y éstas las hacen desagradables para los depredadores. Sin embargo, un grupo de especies de Rhabdophis nativas del sur de China ha cambiado su dieta de sapos venenosos a lombrices inofensivas. A pesar de ello, las serpientes parecen seguir teniendo la misma clase de toxina defensiva que sus parientes de los anfibios. El análisis químico ha demostrado que las serpientes se abastecen del único otro organismo conocido que produce compuestos de bufadienolida: las luciérnagas.

El descubrimiento fue realizado por un equipo internacional de científicos dirigido por Akira Mori, de la Universidad de Kioto, que lleva más de 20 años estudiando las serpientes. La investigación de Mori reveló que la mayoría de las especies de Rhabdophis tienen unas estructuras llamadas glándulas nucales en las que almacenan las toxinas obtenidas de sus presas.

«Fue Akira, quien planteó la hipótesis de que tal vez las serpientes no están produciendo la toxina, sino que en realidad están consumiendo sapos y almacenando o secuestrando esas toxinas», dice Al Savitsky, colaborador de Mori desde hace tiempo.

Savitsky, que trabaja en la Universidad Estatal de Utah (EE.UU.), explica que cuando el equipo empezó a explorar las relaciones evolutivas entre las distintas especies de Rhabdophis, se encontró con una paradoja inesperada. Determinamos que había un grupo en el oeste de China que había cambiado sus alimentos principales por lombrices de tierra y, sin embargo, seguían siendo tóxicos con la misma clase general de toxinas: los bufadienólidos», afirma.

Este hallazgo provocó la búsqueda del origen de las toxinas. El equipo analizó la glándula nucal y el contenido estomacal de las serpientes salvajes, así como el comportamiento de las serpientes en cautividad frente a diferentes tipos de alimentos.

La estereoquímica de los compuestos bufadienólidos proporcionó la pista crucial para el rompecabezas, dice Savitsky. Los bufadienólidos son una clase de esteroides que alteran la función de las células musculares cardíacas. Mientras que la columna vertebral de los bufadienólidos producidos por los sapos sólo presenta anillos A y B fusionados en cis, los compuestos de las luciérnagas también contienen estructuras fusionadas en trans. La posición de los grupos acetilo también confirmó que las toxinas almacenadas por el rabdofis salvaje debían proceder de las luciérnagas. Esto fue apoyado por la presencia de larvas de luciérnaga en los estómagos de las serpientes.

Se sabe que las serpientes utilizan señales quimiosensoriales cuando seleccionan sus presas. Dada la disimilitud entre los sapos y las luciérnagas, el equipo sugiere que los Rhabdophis que se alimentan de gusanos deben haber buscado activamente una nueva fuente de bufadienólidos para mantener su defensa cuando se produjo la ruptura evolutiva hace unos 13 millones de años. Para comprobarlo, llevaron a cabo pruebas de preferencia química, presentando a las serpientes muestras de compuestos asociados a diferentes animales de presa, y analizaron la respuesta de las serpientes utilizando una medida llamada «puntuación de ataque por lamido de lengua».

«Cuando las serpientes sacan la lengua, recogen moléculas volátiles que luego son enviadas a los órganos vomeronasales, y esos órganos vomeronasales responden preferentemente a ciertas clases de compuestos que están asociados con la presa», dice Savitsky. Contando el número de veces que las serpientes sacaron la lengua o atacaron capullos de algodón con olor a presa, los investigadores dedujeron las preferencias alimentarias de las distintas especies de Rhabdophis. Los resultados «revelan un ejemplo extraordinario de defensa química convergente», señala Steve Mackessy, experto en veneno de serpiente de la Universidad del Norte de Colorado. Lo que hace que este estudio sea único es que, a pesar de este importante cambio en la dieta, la defensa de la toxina secuestrada se mantiene, pero esta vez a través de otra fuente de presas, los insectos lampíridos», afirma. Mackessy añade que la combinación de análisis químico, dietético y de comportamiento proporciona «un ejemplo bien documentado de cambio dietético extremo conservando un sistema de defensa química ancestral».