Según una investigación reciente, los humanos poseen todo el equipo necesario para producir veneno, y también todos los reptiles y mamíferos.

Esta colección de genes flexibles, particularmente asociados con las glándulas salivales en humanos, explica cómo el veneno ha evolucionado independientemente de los ancestros no venenosos más de 100 veces en el reino animal.

Agneesh Barua, estudiante de doctorado en genética evolutiva en el Okinawa Institute of Science and Technology en Japón, dijo en un comunicado:

“Básicamente, tenemos todos los componentes básicos en su lugar. Ahora le toca a la evolución llevarnos allí”.

El veneno oral es común en todo el reino animal, presente en criaturas tan diversas como arañas, serpientes y el Loris perezoso, la única especie venenosa conocida de primates. Los biólogos sabían que las glándulas del veneno oral son glándulas salivales modificadas, pero la nueva investigación revela la mecánica molecular detrás del cambio.

Bryan Fry, bioquímico y experto en venenos de la University of Queensland en Australia, dijo en un comunicado:

“Va a ser un verdadero hito en el campo. Han hecho un trabajo absolutamente sensacional en algunos estudios extraordinariamente complejos”.

Un arma flexible

El veneno es el máximo ejemplo de la flexibilidad de la naturaleza. Muchas de las toxinas del veneno son comunes en animales muy diferentes; algunos componentes del veneno de ciempiés, por ejemplo, también se encuentran en el veneno de serpiente, dijo Ronald Jenner, investigador de veneno del Museo de Historia Natural de Londres que no participó en la investigación.

El nuevo estudio no se centra en las toxinas en sí mismas, ya que evolucionan rápidamente y son una mezcla compleja de compuestos, dijo Barua.

En cambio, Barua y el coautor del estudio Alexander Mikheyev, un biólogo evolutivo de la Australian National University que se centra en los genes «domésticos», los genes que están asociados con el veneno pero que no son responsables de crear las toxinas en sí. Estos genes reguladores forman la base de todo el sistema del veneno.

Los investigadores comenzaron con el genoma del habu de Taiwán (Trimeresurus mucrosquamatus), una víbora de pozo marrón que está bien estudiada, en parte porque es una especie invasora en Okinawa.

Barua dijo:

“Dado que conocemos la función de todos los genes que estaban presentes en el animal, pudimos ver con qué genes están asociados los genes del veneno”.

El equipo encontró una constelación de genes que son comunes en múltiples tejidos corporales en todos los amniotas. (Los amniotes son animales que fertilizan sus huevos internamente o ponen huevos en la tierra; incluyen reptiles, aves y algunos mamíferos).

Muchos de estos genes están involucrados en el plegamiento de proteínas, dijo Barua, lo que tiene sentido, porque los animales venenosos deben fabricar una gran cantidad de toxinas, que están hechas de proteínas.

Barua dijo:

“Un tejido como este realmente tiene que asegurarse de que la proteína que está produciendo sea de alta calidad”.

Como era de esperar, los mismos tipos de genes reguladores de mantenimiento se encuentran en abundancia en la glándula salival humana, que también produce un importante guiso de proteínas, que se encuentran en la saliva, en grandes cantidades. Esta base genética es lo que permite la amplia gama de venenos evolucionados de forma independiente en todo el reino animal.

De no venenoso a venenoso

En otras palabras, cada mamífero o reptil tiene el andamiaje genético sobre el que se construye un sistema de veneno oral. Y los humanos (junto con los ratones ) también producen una proteína clave que se usa en muchos sistemas de veneno. Las calicreínas, que son proteínas que digieren otras proteínas, se secretan en la saliva; también son una parte clave de muchos venenos.

Eso es porque las calicreínas son proteínas muy estables, dijo Fry, y no dejan de funcionar simplemente cuando se someten a una mutación. Por lo tanto, es fácil obtener mutaciones beneficiosas de las calicreínas que hacen que el veneno sea más doloroso y más mortal (un efecto de las calicreínas es una caída abrupta de la presión arterial).

Fry dijo:

“No es una coincidencia que la calicreína sea el tipo de componente más secretado en los venenos en todo el reino animal, porque en cualquier forma, es una enzima muy activa y va a empezar a hacer algunas cosas en mal estado”.

Las calicreínas son, por tanto, un punto de partida natural para los seres humanos teóricamente venenosos.

Pero eso no es tan probable, no a menos que las estrategias actualmente exitosas de los humanos para adquirir alimentos y elegir pareja comiencen a desmoronarse, de todos modos. El veneno evoluciona más comúnmente como un método de defensa o como una forma de someter a las presas, dijo Jenner. Precisamente qué tipo de veneno evoluciona depende en gran medida de cómo viva el animal.

La evolución esencialmente puede adaptar el veneno a las necesidades de un animal a través de la selección natural, dijo Fry.

Hay algunas serpientes del desierto, por ejemplo, que tienen diferente veneno a pesar de ser de la misma especie, solo por el lugar donde viven, dijo Fry.

Algunos mamíferos tienen veneno. Los murciélagos vampiro, que tienen una saliva tóxica que previene los coágulos de sangre, usan su arma química para alimentarse de las heridas de manera más efectiva. Las musarañas venenosas y los solenodontes parecidos a las musarañas (pequeños mamíferos excavadores) pueden superar su categoría de peso utilizando su veneno para someter a presas más grandes de las que podrían matar de otra manera.

Los humanos, por supuesto, han inventado herramientas, armas y estructuras sociales que realizan la mayoría de estos trabajos sin necesidad de colmillos venenosos. Y el veneno también es costoso, dijo Fry. Construir y plegar todas esas proteínas requiere energía. Por esa razón, el veneno se pierde fácilmente cuando no se usa.

Hay especies de serpientes marinas, dijo Fry, que tienen glándulas venenosas vestigiales, pero ya no son venenosas, porque pasaron de alimentarse de peces a alimentarse de huevos de peces, que no requieren una mordedura tóxica.

Es posible que la nueva investigación no genere muchas esperanzas de nuevos superpoderes para los humanos, pero comprender la genética detrás del control del veneno podría ser clave para la medicina, agregó Fry.

Fry dijo:

“La importancia de este documento va más allá de este campo de estudio, porque proporciona una plataforma de partida para todos esos tipos de preguntas interesantes”.

Los hallazgos de la investigación han sido publicados en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences.