Resumen

Este podcast tiene como objetivo brindar información importante y puntual acerca de qué son las caries, su origen y cómo se pueden prevenir.
Palabras clave: caries, salud dental, podcast, divulgación de la ciencia.

How to Prevent Tooth Cavities?

Abstract

The goal of this podcast is to give relevant and specific information about what tooth cavities are, their origin and the way we can prevent them.
Keywords: tooth cavities, dental health, podcast, science popularization.

Introducción

A través de mi experiencia como odontólogo, uno de los principales retos que he identificado ha sido la divulgación de la información. Sé sin duda que, comparado con las importantes enfermedades cubiertas por el esquema de vacunación, por ejemplo, la caries dental no parece tan importante. Es precisamente por razones como ésta, que las autoridades del país descuidan la importancia de la salud bucal. No es sino con el esfuerzo del gremio, como en el caso de la odontología, que temas de importancia como la caries dental se logran rescatar y se puede difundir información seria y consensada a la población en general, con el objetivo de reducir los problemas, en este caso, de la caries dental.

Por supuesto que este pequeño podcast es sólo una minúscula parte de toda esa información por difundir, pero, en él, quiero aplicar algo que les comento a los pacientes cuando toco el tema:

—Gran parte de la responsabilidad de la situación de la caries dental en México no es de los pacientes, sino de nosotros los odontólogos, que somos quienes contamos con la información puntual, pero que no la difundimos lo suficiente para provocar un impacto.

La información es una gran herramienta para la solución de los problemas, el contar con ella puede hacer la diferencia.

El desarrollo de este podcast me ha dejado como aprendizaje la motivación para utilizar las nuevas herramientas digitales en la divulgación de la información. Ésta ha sido una actividad que he ido incrementando con el paso del tiempo. Esta experiencia me deja en claro que, no importa lo pequeño que parezca, la aportación puede ser muy grande.

No puedo dejar de agradecer a la cuaieed por la oportunidad de aprendizaje que brindan en las diferentes herramientas digitales, con buenas plataformas, y el desarrollo de nuevas habilidades académicas. Ejemplo de ello es el taller “Herramientas para la educación docente. De lo oral a lo digital”, que sin su ayuda no hubiera sido posible lograr esta participación.

Sitios de interés

• Un Dentista En Youtube (2006, 15 de septiembre) [canal]. YouTube. https://www.youtube.com/c/UnDentista/featured.

Recepción: 14/01/2021. Aprobación: 12/02/2021.

Cada mañana, nuestro primer bocado se lo debemos la biodiversidad. No importa si prefieres un jugo de naranja o si lo tuyo es un café con leche. Si optas por jugo de naranja estás consumiendo un producto de origen asiático. Los primeros parientes domesticados de las naranjas son del sur de ese continente y llegaron a Europa por la península Ibérica. Eventualmente las naranjas arribaron a nuestro continente gracias a los españoles y hoy son protagonistas del desayuno de millones de mexicanos.

Si lo tuyo es el café, con o sin leche, entonces estamos hablando de los frutos de una planta cuyo origen está en Etiopía y, aunque son pocos los recuentos de su cultivo, se sabe que los monjes en Yemen lo utilizaban para mantenerse despiertos cuando oraban. De esa pequeña región al sur del mar rojo, el café como bebida se fue dispersando hacia la península arábiga, Europa, India e Indonesia. Eventualmente también nos llegó a América y hoy es el continente que produce más café en el mundo.

Parece que pasamos por alto este vínculo tan cercano y cotidiano con nuestra diversidad biológica, pero, al mismo tiempo, cada vez le exigimos más a la tierra productiva: siempre nos interesa tener una cosecha mayor. Para asegurarlo, aplicamos fertilizante para que las plantas tengan los nutrientes que necesitan o usamos pesticidas para prevenir que algún otro organismo aproveche las cosechas. No son bienvenidos insectos herbívoros, ni aves, ni pequeños mamíferos que piquen los frutos o que se roben algunas semillas. Sin estar satisfechos con estas exigencias, hemos convertido nuestras propias tierras de cultivo o las áreas naturales no explotadas en ciudades, en las que a veces pareciera que la naturaleza no es bienvenida y sólo aceptamos la que nos gusta. Pero eso sí, le exigimos a la naturaleza el abasto de agua y el aire limpio que nos dan los, cada vez más reducidos, ambientes naturales.

Este egoísmo humano hoy nos ha llevado a una situación sin precedentes y finalmente se manifiesta una preocupación mundial por la pérdida de la biodiversidad. Investigadores del Instituto de Ecología de la Universidad Nacional Autónoma de México (unam) han alertado de una sexta extinción masiva que se está acelerando debido a que, al extinguirse ciertas especies, se propiciará el colapso de la biodiversidad en varias regiones de la Tierra (Ceballos et al., 2020). Estas extinciones sucederán en un planeta que ahora sólo cuenta con alrededor del 3% de su extensión intacta, específicamente en áreas alejadas del mundo como Siberia, el norte de Canadá, partes del Amazonas y del Congo, y en el Sahara (Plumptre et al., 2021).

En trece artículos, este número de nuestra Revista Digital Universitaria lo dedicamos a la biodiversidad, precisamente para reflexionar sobre ella, acercarnos a ella y para recordarnos que, para nuestra propia supervivencia, necesitamos conservarla, cuidarla y respetarla. Y, en el mejor de los casos, darle la bienvenida en nuestros entornos urbanos para hacer sitios más verdes y saludables para todos. Todos somos nosotros los humanos y los millones de seres vivos con los que hemos caminado a lo largo de nuestra historia evolutiva.

En la sección Varietas, abrimos boca con y para enterarnos de “Los superpoderes de las plantas: los metabolitos secundarios en su adaptación y defensa”. Hermes Lustre Sánchez nos cuenta sobre la importancia de los metabolitos que mantienen las funciones primarias (crecimiento, desarrollo y reproducción) de las plantas, y de aquellos que les sirven como defensa contra potenciales depredadores y patógenos. Sorprendentemente, algunos de estos metabolitos se han ido colando a la industria con algunos resultados que quizá has visto en tu mesa.

Quizá de los depredadores más polémicos del mundo sean los lobos. Aunque se dice que comen ganado en “¡Qué dientes tan grandes tienes! Un vistazo a la dieta del lobo mexicano”, Jorge L. Reyes-Díaz, Nalleli E. Lara Díaz y Carlos A. López-González exploran su dieta utilizando pelo encontrado en el excremento de lobos mexicanos. Al conocer mejor la dieta de este animal, su futuro posiblemente sea más prometedor.

Las plantas no hablan, pero Felipe de Jesús Torres-Salazar y Paula Sosenski nos relatan, en “Comunicación a través del olor: las plantas y sus secretos”, que las plantas se comunican a través de compuestos volátiles, que son señales químicas transmisoras de información específica que detectan otros organismos, como sus propios polinizadores. ¿Qué pasaría si este medio de comunicación se trastoca con el cambio climático global?

Enfrentar la emergencia climática requiere de toda la creatividad, por eso Aurora del Carmen Munguía López y José María Ponce Ortega nos presentan una serie de “Herramientas matemáticas y políticas para reducir el efecto invernadero”. El objetivo de su artículo es compartir cómo estas herramientas permiten obtener soluciones óptimas que consideran las relaciones entre aspectos económicos, ambientales y sociales.

Hablando de ciudades, en “De ciudades, conservación y roedores: San Cristóbal de las Casas”, Gloria Tapia-Ramírez, Consuelo Lorenzo, Óscar Retana y Arturo Carrillo-Reyes nos cuentan de su estudio con el que quieren entender si en San Cristóbal de las Casas, Chiapas, viven los mismos roedores en la ciudad que en los alrededores, naturales y conservados. Aunque es imposible erradicar la urbanización, las y los autores resaltan la importancia de proteger espacios naturales para conservar a algunas especies de roedores que no se adentran a las ciudades.

En “Bosques vemos, diversidad de frutos no sabemos: fotografías que delatan”, José Miguel Romero-Saritama habla de la fotografía digital y nos cuenta cómo la usa para describir la variedad de formas, colores y tamaños de los frutos en los bosques tropicales.

Es difícil pensar que los parásitos se puedan llenar de otros parásitos, pero en “Y así, ad infinitum… Las especies parásitas de los parásitos”, Rogelio Aguilar-Aguilar, Ricardo Balam-Narváez y Raúl Contreras-Medina nos llevan a reflexionar sobre ello. Primero nos explican que el término parásito se refiere a múltiples organismos con diferentes orígenes filogenéticos. Desde la perspectiva biológica, centran su reflexión en los hiperparásitos, pues algunos de ellos esconden sorprendentes historias naturales.

Ante la ingrata competencia por proteger nuestros recursos naturales David Brailovsky Signoret escribe sobre reservas de pequeñas dimensiones en “Microrreservas: una alternativa para las zonas áridas y semiáridas de México”. Su argumento es que áreas naturales protegidas menores a 10 km² son una opción de conservación en zonas áridas y semiáridas de nuestro país. Las microrreservas, dice, son óptimas en la utilización de recursos económicos y naturales, y en la protección de especies con distribuciones disyuntas.

Uno de los grandes retos para el futuro es la restauración de los ecosistemas naturales. En “Redes de interacciones para el estudio de la biodiversidad”, Ek del Val de Gortari aborda el tema de las redes de interacción entre especies como una forma de medir la biodiversidad para instrumentar proyectos de restauración ambiental. Estas redes, dice, permiten evaluar el funcionamiento de un ecosistema al describir el papel que juegue cada especie y cómo se relacionan las comunidades en un lugar y tiempo determinados.

Diversas especies de pequeñas ratas canguro han ido desapareciendo de los ecosistemas y ahora muchas de ellas están en peligro de extinción. En “Los canguros mexicanos: aspectos importantes de su ecología y conservación”, Sandra H. Montero-Bagatella y Fernando A. Cervantes nos hablan de estos animales y de los servicios que brindan a los ecosistemas. Conócelas, conoce sus aspectos biológicos y ecológicos, así como los riesgos a los que se enfrentan.

En Continuum educativo, con “Antropología ecológica: ¿mezcla de ciencias o déjà vu?”, María Esther Nava-Bringas cuenta, desde su perspectiva profesional de la biología y la perspectiva personal, las similitudes que encontró entre la antropología ecológica y la ecología, en conceptos, intereses, percepciones y esfuerzos. Además, reflexiona sobre la necesidad de la multidisciplinariedad para generar nuevos saberes, y lograr la sustentabilidad de nuestro planeta.

Por su parte, en Caleidoscopio, Nathalie Cristina Sánchez Esparza nos comparte, en “Los servicios ambientales”, una infografía que nos ayuda a entender mejor el concepto de servicios ambientales o ecosistémicos, cómo se clasifican y los beneficios que nos brindan.

Por último, en este segundo número del año, estrenamos la sección Impresiones, donde se compartirán de manera corta temas de actualidad escritos por expertos o la narración de un acontecimiento universitario, o de algún libro o película hechos en la universidad. Esperamos que en esta ocasión disfruten estas “Historias de alacranes”.

Ojalá que disfrutes este número tanto como lo hemos hecho nosotras al compilarlo.

Referencias

• Gerardo Ceballos, G., Ehrlich, P. R., y Raven, P. H. (2020, 1 de junio). Vertebrates on the brink as indicators of biological annihilation and the sixth mass extinction. pnas, 117(24), 13596-13602. https://doi.org/10.1073/pnas.1922686117
• Plumptre, A. J., Baisero, D., Belote, R. T., Vázquez-Domínguez, E., Faurby, S., Jȩdrzejewski, W., Kiara, H., Kühl, H., Benítez-López, A., Luna-Aranguré, C., Voigt, M., Wich, S., Wint, W., Gallego-Zamorano, J., y Boyd, C. (2021). Where Might We Find Ecologically Intact Communities? Frontiers in Forests and Global Change, 4, https://www.doi.org/10.3389/ffgc.2021.626635

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Resumen

Los desiertos mexicanos son habitados por las carismáticas ratas canguro. Estos roedores destacan tanto por su diversidad como por los diferentes servicios que brindan a los ecosistemas. Algunas de las especies del grupo están en peligro de extinción debido a las severas transformaciones de su hábitat. En este artículo se abordarán los principales aspectos biológicos y ecológicos de las ratas canguro en México, así como los algunos de los riesgos de conservación a los que se están enfrentando.
Palabras clave: roedores, ratas canguro, desiertos, conservación, endemismo.

The Mexican Kangaroos: Main Aspects of their Ecology and Conservation

Abstract

Mexican deserts are inhabited by the charismatic kangaroo rats. These rodents stand out both for their diversity and for the different services they provide to ecosystems. Some of the group’s species are in danger of extinction due to the severe transformations of their habitat. This article will address the main biological and ecological aspects of kangaroo rats in Mexico, as well as some of the conservation risks they face.
Keywords: rodents, kangaroo rats, deserts, conservation, endemism.

Introducción

Dentro de los ecosistemas áridos y semiáridos del país habitan unos carismáticos roedores a los que comúnmente se les conoce como ratas canguro y que pertenecen al género taxonómico Dipodomys (ver figura 1). Se les atribuye ese nombre debido a su desplazamiento bípedo (en dos patas) similar al de los canguros australianos, ya que al igual que ellos, poseen unas largas y fuertes extremidades traseras que les permiten desplazarse a través de saltos, que en algunas especies pueden llegar hasta los 40 cm de altura (Hafner, 2016; Williams, 1993; ver figura 2).

Figura 1. La rata canguro Dipodomys merriami es la que tiene mayor distribución en los desiertos del norte del país.
Créditos: Perla D. Ventura-Rojas.

Figura 2. Fotografía de cámara trampa, en la que se aprecia el desplazamiento bípedo mediante saltos de un ejemplar de rata canguro.
Crédito: Bruner (2018).

El tamaño y peso corporal de las ratas canguro varía dependiendo de la especie y sexo; puede llegar a medir de entre 7 a 15 cm de la cabeza a la cola, y pesar entre 50 y 148 gr. (Hafner, 2016). Sus grandes ojos contrastan con sus orejas cortas, y una de sus principales características son las enormes y desarrolladas estructuras óseas denominadas bullas timpánicas, las cuales contienen a los oídos medio e interno (ver figura 3). Éstas les proveen de un fino y desarrollado sistema auditivo, que les permite percibir sonidos sutiles, lo que, a su vez, les ayuda a mantener el equilibrio durante su desplazamiento. Su larga y también distintiva cola es de mayor longitud que su cabeza y cuerpo, y mide en promedio de 12 a 19 cm (ver figuras 1 y 2). Ésta les ayuda a mantener el equilibrio durante su desplazamiento y en los rápidos cambios de dirección de los saltos que realizan al evitar a algún depredador (Williams, 1993).

Figura 3. Vista ventral del cráneo de una hembra de D. merriami. Se puede apreciar el gran tamaño de las bulas timpánicas (flechas amarillas) a los lados del cráneo.
Crédito: Nohelia G. Pacheco, Irekani, ib, UNAM.

¿En dónde viven las ratas canguro?

La distribución de este grupo taxonómico abarca desde el sur de Canadá hasta el sur de México (Schmidly, 1993). En este último se presentan 10 de las 20 especies que conforman el género. La mayoría de las especies del grupo se distribuyen en el norte del país y sólo una se presenta en el sur (ver cuadro 1). En general, prefieren los sitios abiertos y con suelos arenosos en los que se desarrollen los pastizales de los géneros Bouteloua, Artemisa e Hilaria; arbustos como el ocotillo (Fouquieria splendens), mezquite (Prosopis juliflora) y gobernadora (Larrea tridentata), así como agaves (Agave spp.), suculentas y cactus (Opuntia spp; Hafner, 2016).

Debido a que en los sistemas áridos las temperaturas son elevadas por el día y bajas por la noche, las ratas canguro construyen madrigueras que les brindan un microclima más afable que en el exterior. Éstas pueden estar ubicadas debajo de arbustos o en el suelo desnudo. Su construcción varía entre especies, por ejemplo, D. phillipsii elabora estructuras relativamente simples con una o dos entradas, mientras que D. nelsoni construye sistemas complejos y conspicuos, que pueden llegar a medir 5 m de diámetro y tener hasta 20 entradas (Hafner, 2016). El número de entradas está relacionado con la temperatura ambiental, es decir, si ésta es alta existirá un mayor número de entradas para favorecer la ventilación, lo que propicia una temperatura menor que el exterior. Si la temperatura del ambiente es baja, el número de entradas es menor, con lo que se evita la fuga de calor. Debido a que las madrigueras requieren de gran mantenimiento, pueden ser heredadas a las nuevas generaciones, que invertirán tiempo y energía para conservarlas en buenas condiciones (Hafner, 2016).

Las ratas canguro pueden llegar a compartir sus madrigueras con otras especies de roedores, pero no con sus semejantes, ya que son animales territoriales y solitarios, que sólo permiten la presencia de otros de su especie durante el período reproductivo (ver figura 4). Los machos son los que comparten su territorio con algunas hembras, y los que despliegan mayor movilidad dentro de su ámbito hogareño, el cual puede llegar a abarcar hasta 2.6 ha, según la especie estudiada (Hafner, 2016; Reichman y Price, 1993). Las densidades poblacionales o, en otras palabras, el número de individuos en un área, difieren entre especies y ambientes: fluctúan de entre 2 a 80 individuos por hectárea (Reichman y Price, 1993).

Figura 4. Un ejemplar de Dipodomys nelsoni entrando a su madriguera. Las ratas canguro en general son solitarias y territoriales.
Crédito: Alberto González-Gallina.

¿Qué comen y quién se come a las ratas canguro?

Se alimentan principalmente de semillas, aunque pueden llegar a consumir brotes vegetales e insectos, como escarabajos y larvas de mariposas (Reichman y Price, 1993). Debido a que el agua es un recurso escaso en las zonas áridas, ésta la obtienen a través de los alimentos y, gracias a su eficiente sistema metabólico, la logran optimizar y así evitar su pérdida (Forman y Phillips, 1993).

Con el fin de escapar de las altas temperaturas del día, las ratas canguro salen en búsqueda de alimento durante la noche. Gracias a sus abazones, que son un pliegue de la piel de las mejillas en forma de bolsa, pueden almacenar y transportar gran cantidad de alimento para llevarlo a sus madrigueras y consumirlo allí sin riesgo de ser depredadas en el exterior (Hafner, 2016; Reichman y Price, 1993). Desde otro sentido, estas ratas representan una importante fuente de proteína para diversos depredadores como serpientes (Crotalus spp., Pituophis spp.), búhos (Bubo virginianus), coyotes (Canis latrans), zorras (Vulpes macrotis, Urocyon cinereoargenteus), tejones (Taxidea taxus), cacomixtles (Bassariscus astutus) y zorrillos (Spilogale gracilis; ver figura 5).

Figura 5. Restos de una rata canguro (Dipodomys merriami) encontrados en una trampa Sherman.1 Fue devorada parcialmente por un zorrillo.
Crédito: Alberto González-Romero.

¿Están relacionadas las condiciones ambientales con la reproducción de las ratas canguro?

Estos roedores son polígamos y promiscuos: los machos pueden copular con dos o más hembras y no reconocen vínculos sociales durante el apareamiento. Las hembras son las que construyen sus nidos dentro de sus madrigueras con ramitas, hojas, semillas y tierra. Allí albergan a sus camadas, que en general son pequeñas, de 2 o 3 crías. Sólo cuidan a sus propias crías y las alimentan con leche durante aproximadamente un mes. Entre los 60 y 80 días de nacidos, los juveniles se dispersan en búsqueda de su propio territorio. Sin embargo, se han llegado a observar hembras que permanecen en la misma madriguera de su madre o se convierten en vecinas (Reichman y Price, 1993; ver figura 6).

Figura 6. Juvenil de Dipodomys merriami capturada con una trampa Sherman. Los juveniles comienzan con desplazamientos cortos fuera de sus madrigueras.
Crédito: Alejandro González-Gallina.

Las ratas canguro pueden reproducirse durante todo el año, aunque despliegan estrategias reproductivas que coinciden con condiciones ambientales y de su entorno favorables. Por ejemplo, el inicio de su período reproductivo se da cuando la precipitación es abundante, lo que se refleja en el crecimiento vegetal y en la alta producción de semillas. De esta manera, los organismos tienen los recursos alimenticios necesarios para ellos y para su descendencia, lo que contribuye a la perpetuación de la especie. En cambio, si las condiciones ambientales no son las óptimas y los organismos manifiestan estrés alimenticio, éstos no se reproducen hasta que las condiciones cambien (Hafner, 2016).

¿Por qué son importantes las ratas canguro?

Los roedores desérticos proveen de diversos beneficios a los ecosistemas en los que habitan, ya que promueven la filtración de agua, la aireación y la introducción de materia orgánica al suelo, y propician la dispersión y germinación de semillas (Yensen et al., 1998). Por otro lado, las madrigueras abandonadas pueden servir de refugio para otros organismos y son una importante fuente de proteína para carnívoros (Yensen et al., 1998). Así mismo, son indicadores de la salud de los ecosistemas, ya que evitan establecerse en sitios alterados por las actividades humanas (Cab-Sulub y Álvarez-Castañeda, 2020; Hafner, 2016). No obstante, los ambientes desérticos están siendo degradados, fragmentados y transformados para actividades humanas, como las agropecuarias y de desarrollo urbano (Montero-Bagatella et al., 2020; Sánchez-Cordero et al., 2005), por lo que algunas especies de este grupo han sido consideradas con severos problemas de conservación por instituciones nacionales e internacionales enfocadas en la conservación de la naturaleza (Álvarez-Castañeda et al., 2016a, b; Álvarez-Castañeda y Lacher, 2018). Dipodomys phillipsii es un ejemplo de ello, ya que las actividades agropecuarias han mermado aún más su restringida distribución (ver cuadro 1 en el Anexo), por lo que sólo existe un remanente de 40% de su hábitat original. Al ser una especie endémica, el pronóstico para su desarrollo y permanencia es poco favorable (Sánchez-Cordero et al., 2005).

Retos para la conservación de las ratas canguro

Las actividades de desarrollo urbano y agropecuario son las principales amenazas de los sistemas áridos, a éstas se les suma la invasión de especies exóticas como el ganado y los pastizales (Bromus tectorum, Agropyrum testatum) que se utilizan para alimentarlos. Además, estos pastos compiten con las plantas nativas por el agua, e incluso llegan a desplazarlas debido a su rápida propagación (Yensen et al., 1998). En el mismo sentido, la depredación de gatos y perros ferales ha ocasionado severos declives en las poblaciones de las ratas canguro (Yensen et al., 1998). Tal es el caso de la subespecie D. merriami insularis, la cual casi fue erradicada por los gatos ferales en una isla de Baja California Sur (Hafner, 2016).

En conjunto, estas acciones han generado la desconexión o aislamiento de las poblaciones, por lo que las posibilidades de interacción entre individuos de diferentes poblaciones son escasas y, por lo tanto, el intercambio genético es bajo o nulo, lo que provoca que estas especies estén en riesgo de desaparecer (Sánchez-Cordero et al., 2005; Yensen et al., 1998). Esta situación ocurrió con la rata canguro de San Quintín (D. gravipes), que fue considerada extinta en el año 2017. Su redescubrimiento ocurrió 32 años después de su último registro (Cab-Sulub y Álvarez-Castañeda, 2020; Tremor et al., 2018, ver video).

Actualmente la rata canguro sigue siendo considerada por la Norma Oficial Mexicana nom-059-semarnat-2010 como extinta del medio silvestre, lo que contrasta con la evaluación de la Unión Internacional para la Conservación de la Naturaleza (iucn, por sus siglas en inglés), que la clasifica como una especie prioritaria para su conservación (Tremor et al., 2018). Debido a estas diferencias en los estados de conservación, es de suma importancia el conocer el estado actual de las especies de interés, así como su comportamiento (Yensen et al., 1998). Esto es porque las poblaciones son cíclicas y cambian constantemente a lo largo del tiempo.

Los monitoreos poblacionales de largo plazo (mayor a 5 años para roedores) permiten identificar estos ciclos y su relación con las condiciones ambientales y del hábitat de las especies. Un ejemplo de este tipo de estudios se realiza en Mapimí, una reserva natural del desierto chihuahuense mexicano, en donde se ha investigado a una comunidad de roedores (v.g. D. ordii, D. nelsoni y D. merriami) por más de 20 años continuos y se ha logrado obtener información ecológica importante del grupo (Montero-Bagatella et al., 2020). Asimismo, existen especies como D. phillipsii y D. ornatus que han sido estudiadas en menor magnitud, por lo que aún existen vacíos acerca del conocimiento de su ecología. Es apremiante saber más al respecto, especialmente bajo las amenazantes circunstancias de conservación que presentan (Hafner, 2016).

Conclusiones

Se abordaron aspectos importantes acerca del grupo de los canguros mexicanos (rata canguro). Esperamos que con ellos se pueda reconocer la importancia de este grupo, al ser taxonómicamente diverso, relevante ecológicamente, vulnerado por las actividades humanas en diferentes magnitudes y estudiado en distintos aspectos. También es trascendental contar con la información actualizada de sus poblaciones, su hábitat e impacto de las amenazas que enfrenta, para lograr realizar las estrategias de conservación, públicas y privadas, necesarias en favor de las especies y de los ecosistemas en los que habitan.

Agradecimientos

La autora agradece a conacyt por la beca posdoctoral otorgada. Los autores reconocen el apoyo con las fotografías, así como a Irekani (ib, unam) y Naturalista (conabio), por la disposición de las imágenes. Asimismo, se agradece a C. Elizalde-Arellano y a A. González-Romero por las revisiones a este escrito.

Referencias

• Álvarez-Castañeda, S. T., Castro-Arellano, I., Lacher, T., y Vázquez, E. (2016a). Dipodomys nelsoni. The iucn Red List of Threatened Species 2016. https://www.iucnredlist.org/species/6690/22228791.
• Álvarez-Castañeda, S. T., Lacher, T., y Vázquez, E. (2016b). Dipodomys phillipsii. The iucn Red List of Threatened Species 2016. https://www.iucnredlist.org/species/92463503/22228991.
• Cab-Sulub, L., y Álvarez-Castañeda, S. T. (2020). Analysis of The Remaining Habitat of an Endemic Species Rediscovered. Mammalian Biology, 100, 307-314. https://doi.org/10.1007/s42991-020-00023-z.
• Cassola, F. (2016). Dipodomys compactus [versión de errata de 2017]. The iucn Red List of Threatened Species 2016. https://www.iucnredlist.org/species/6685/115083122.
• Forman, G. L., y Phillips, C. J. (1993). The Proximal Colon of Heteromyid Rodents: Possible Morphophysiological Correlates to Enhanced Water Conservation. En J. H. Brown, H. H. Genoways, y The American Society of Mammalogists (Eds.), Biology of the Heteromyidae (pp. 491-508). https://doi.org/10.5962/bhl.title.39570.
• Hafner, D. J. (2016). Heteromyidae (Pocket Mice, Kangaroo Mice and Kangaroo Rats). En D. E. Wilson, T. E. Lacher Jr., y R. A., Mittermeier (Eds.), Handbook of the Mammals of the World. Lagomorphs and Rodents i (pp. 170-233, vol. 6). Lynx Editions.
• Lacher T., Timm R., y Álvarez-Castañeda, S. T. (2016). Dipodomys simulans [versión de errata de 2017]. The iucn Red List of Threatened Species 2016. https://www.iucnredlist.org/species/136630/115210884.
• Montero-Bagatella, S. H., Durán-Antonio, J., Andrade-Ponce, G. P., Ventura-Rojas, P. D., Correa-Pérez, A., Gallina, S., y González-Romero, A. (2020). Fauna silvestre de la Reserva de la Biosfera de Mapimí: Historia natural y retos para su conservación. Biología y Sociedad, 3(6), 41-47. https://cutt.ly/iPjMiTQ.
• Reichman O. J., y Price, M. V. (1993). Ecologic Aspects of Heteromyid Foraging. En Genoways, H. H y Brown, J. H. (eds.). Biology of the Heteromyidae. En J. H. Brown, H. H. Genoways, y The American Society of Mammalogists (Eds.), Biology of the Heteromyidae (pp. 539-568). https://doi.org/10.5962/bhl.title.39570.
• SEMARNAT. (2019). Modificación del Anexo Normativo III, Lista de especies en riesgo de la Norma Oficial Mexicana NOM-059-SEMARNAT-2010, Protección ambiental-Especies nativas de México de flora y fauna silvestres-Categorías de riesgo y especificaciones para su inclusión, exclusión o cambio-Lista de especies en riesgo (2019, 14 de noviembre). Diario Oficial de la Federación. Secretaría de Gobernación. https://cutt.ly/8PDYzF3.
• Sánchez-Cordero, V., Illoldi-Rangel, P., Linaje, M., Sarkar, S., y Peterson, A. T. (2005). Deforestation and extant distribution of Mexican endemic mammals. Biological Conservation, 126(4), 465-473. https://doi.org/10.1016/j.biocon.2005.06.022.
• Schmidly, D. J, Wilkins, K. T., y Derr, J. N. (1993). Biogeography. En: B Genoways, H. H y Brown, J. H (eds.). Biology of the Heteromyidae. En J. H. Brown, H. H. Genoways, y The American Society of Mammalogists (Eds.), Biology of the Heteromyidae (pp. 319-354). https://doi.org/10.5962/bhl.title.39570.
• Terra Peninsular. (2019, 9 de septiembre). Rata canguro en la Reserva Natural Valle Tranquilo . YouTube. https://youtu.be/oGe_aL6CTDk.
• Timm, R., Álvarez-Castañeda, S. T., y Lacher, T. (2016). Dipodomys merriami [versión de errata de 2017]. The iucn Red List of Threatened Species 2016. https://www.iucnredlist.org/species/92465716/115515430.
• Timm, R., Álvarez-Castañeda, S. T., Frey, J., y Lacher, T. (2019). Dipodomys spectabilis. The iucn Red List of Threatened Species 2016. https://www.iucnredlist.org/species/6693/22229212.
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• Yensen, E., Hafner, D. J., y Cook, J. A. (1998). Conservation Priorities, Action Plans, and Conservation Strategies for North American Rodents. En D. J. Hafner, E., Yensen, y G. L. Kirkland Jr., Status Survey and Conservation Action Plan. North American Rodents (pp:125-145). International Union for the Conservation of Nature and Natural Resources. Species Survival Commission Rodent Specialist Group. Gland, Suiza.
• Williams, D. F., Genoways, H. H., y Braun, J. K. (1993). Taxonomy and Systematics. (1993). En J. H. Brown, H. H. Genoways, y The American Society of Mammalogists (Eds.), Biology of the Heteromyidae (pp. 38-196). https://doi.org/10.5962/bhl.title.39570.

Anexo

* Subespecies D. m. insularis, D. m. margaritae y D. m. parvus.

Cuadro 1. Distribución geográfica del género Dipodomys en México y sus categorías de riesgo según la nom-059-semarnat-2010 (México) y la iucn (Álvarez-Castañeda et al., 2016 a, b; Álvarez-Castañeda y Lacher 2018; Cassasola, 2016 a, b; Lacher et al., 2016; Lacher 2018; Timm et al., 2016, 2019).

Recepción: 08/06/2021. Aprobación: 05/11/2021.

Resumen

El lobo mexicano ha regresado a las serranías mexicanas, pero su ecología y conflictos potenciales con los ganaderos lo hacen vulnerable a la extinción. La presencia de estos carnívoros en vida silvestre permite estudiar su dieta, para enriquecer las estrategias para su conservación. Los excrementos de los lobos guardan en su interior restos no digeridos de las presas que comen, y el pelo es utilizado para identificar qué especies de animales consumieron. Durante nueve años, se colectaron excrementos de lobo en el noroeste de México. La dieta del lobo mexicano en nuestro país registra una diversidad de 25 presas silvestres y tres domésticas, mientras que en Estados Unidos se han reportado 15 y una, respectivamente. Los venados y el cerdo son los componentes principales, en biomasa y frecuencia, en la dieta de los lobos en México, seguidos del ganado bovino, ardillones, zorrillos y conejos. El consumo de cerdo forma parte de las estrategias de reintroducción, entre aquellas que disminuyen el consumo de ganado, pero para que éstas funcionen es necesario que los ganaderos aumenten la vigilancia y protección del ganado. De esta forma, lobos y otros depredadores dejarán de ser considerados dañinos y podrán coexistir con el ser humano.
Palabras clave: lobo mexicano, Canis lupus baileyi, dieta, Chihuahua, México.

What big teeth you have! A look into the Mexican Wolf Diet

Abstract

The Mexican wolf has returned to the Mexican sierras, but its ecology and potential conflicts with cattlemen makes it vulnerable to extinction. Its presence in Mexico allows the study of its diet to complement conservation strategies. The excrement produced by the wolves retains undigested remains from the prey they eat, such as hair, which is used to identify the species of animals they consumed. For nine years, we collected wolf scats in northwestern Mexico. The diet of the Mexican wolf shows in Mexico a diversity of 25 wild and three domestic prey species, while in the United States of America, wolves feed on 15 wild and one domestic prey. White-tailed deer and domestic pig are the main prey in the diet of wolves in Mexico, followed by cattle, ground squirrels, skunks, and cotton-tailed rabbits. The consumption of domestic pig is part of the reintroduction strategies, among those that reduce the consumption of livestock, but for these to work it is necessary for cattlemen to increase the vigilance and protection of their livestock. In this way, wolves and other predators will no longer be considered a harmful species and will successfully coexist with humans.
Keywords: Mexican wolf, Canis lupus baileyi, diet, Chihuahua, Mexico.

Introducción

El lobo mexicano (Canis lupus baileyi) es un animal tan enigmático como desafortunado, ya que tuvo que enfrentarse al depredador más destructivo que habita sobre la tierra: el ser humano. Los lobos alguna vez encontraron en gran parte del territorio mexicano, en sus montañas cubiertas por bosques y pastizales, principalmente en la Sierra Madre Occidental; además de los estados de Arizona, Nuevo México y el suroeste de Texas, en los Estados Unidos de América (eua; Heffelfinger et al., 2017). Sin embargo, el rechazo y repudio de los pobladores hacia los depredadores cambiaría su suerte y la de otros grandes carnívoros que habitaban la región.

Imagen. Pareja de lobo mexicano. Fotografías: UAQ/ITZENI/CONANP.

A mediados del siglo xx, la influencia y capacitación de la Organización Panamericana de la Salud (zona ii), en ganaderos, veterinarios y técnicos de campo de la región, originaron múltiples campañas de erradicación. En ellas, osos, pumas, coyotes y lobos fueron perseguidos, cazados y cruelmente envenenados, con el argumento de que asesinaban al ganado y provocaban grandes pérdidas económicas, además del miedo por la posible propagación de rabia en el medio silvestre (Lara-Díaz et al., 2015; Armella, 2016). Para la década de los setenta, el lobo mexicano había sido casi exterminado en vida silvestre, y se estimaba que quedaban menos de 50 individuos en México, todos ellos en la Sierra Madre Occidental (McBride, 1980).

Esta situación propició acciones inmediatas por parte de los gobiernos de México y eua para rescatar y conservar el linaje del lobo mexicano. Por ello, se inició un programa binacional de reproducción bajo cuidado humano, con la finalidad de contar con suficientes lobos para reintegrarlos a la vida silvestre (Siminski, 2016). El proyecto inició con la captura de cinco lobos en el noroeste de México, además de algunos que se encontraban en instituciones privadas. La primera liberación de lobo mexicano en eua ocurrió en 1998. Y 13 años más tarde se registró la primera camada de lobos nacidos en vida libre en México, en 2014 (Lara-Díaz et al., 2015; ver figura 1a).

Los esfuerzos de conservación continúan y el noroeste de México cuenta nuevamente con una pequeña población de lobo mexicano, lo que ha promovido que las autoridades los colocaran en la categoría de “Peligro de extinción”, después de haber estado clasificados como especie “Probablemente extinta en el medio silvestre” por cerca de 50 años (Modificación de Anexo Normativo, 2019; ver figura 1b). Lamentablemente, los conflictos percibidos y reales con el sector ganadero persisten, y siguen siendo el principal factor de mortalidad para los lobos en el país (López-González et al., 2020). Por ello, es indispensable monitorear y estudiar a estos carnívoros, con el fin de reducir los conflictos y darles la oportunidad de seguir prosperando en México.

Figura 1. a) Cachorro de lobo mexicano. b) Manada de lobo mexicano.
Fotografías: UAQ/ITZENI/CONANP..

La dieta y su importancia para la conservación

El lobo mexicano desapareció de vida silvestre antes de que pudiera estudiarse su ecología y aspectos importantes para su conservación, como lo es la dieta. Además, investigaciones sobre el tema permiten conocer indirectamente cómo es que carnívoros y presas interactúan en el medio salvaje (Nilsen et al., 2012), ya que observar eventos de depredación en la naturaleza es muy complicado (Barja et al., 2005). Por otro lado, saber qué comen los lobos en vida libre puede complementar los estudios necesarios para averiguar en qué lugares tendrían suficiente alimento para sobrevivir y reproducirse, lo que evitaría el consumo de animales domésticos (Khorozyan et al., 2015; Wolf y Ripple, 2016). Debido a los conflictos existentes con el gremio ganadero, es muy importante conocer si los lobos se alimentan de ganado y, si es así, qué tanto lo hacen, con la finalidad de establecer estrategias que disminuyan los conflictos (Reyes Díaz, 2021).

En este sentido, la reintroducción del lobo mexicano en eua permitió el desarrollo de investigaciones sobre su dieta, mucho antes de liberar lobos en México. En esta zona, los biólogos encontraron que el lobo mexicano se alimenta principalmente de wapitíes (Cervus canadensis), además de otros mamíferos entre los que el ganado bovino era una presa consumida (Reed et al., 2006; Carrera et al., 2008; Merkle et al., 2009). Al no estar presentes los wapitíes en el paisaje mexicano, se esperaría que la dieta de los lobos en México fuera diferente, pero que se centrara en las especies de ungulados silvestres (mamíferos que tienen pezuñas). A la fecha se cuenta con dos estudios sobre la dieta del lobo mexicano en vida libre en México (Saldívar Burrola, 2015; Reyes Díaz, 2021), cuyos resultados fueron reveladores para apoyar las estrategias de conservación de los lobos en nuestro país.

Análisis de la dieta

Debido a lo complicado, poco práctico y costoso que resultaría estudiar la dieta del lobo mexicano con observaciones directas, comúnmente se recurre a una cosa: ¡analizar sus excrementos! Para conocer cómo se lleva a cabo este proceso, reproduce el siguiente video.

¿Qué come el lobo mexicano?

En eua se registraron 15 presas silvestres consumidas por los lobos, además del ganado bovino (Reed et al., 2006; Carrera et al., 2008; Merkle et al., 2009); en México, los lobos se alimentaron de 25 presas silvestres y tres especies domésticas (vaca, caballo y carne de cerdo; ve este documento). Los estudios revelaron similitudes en la dieta del lobo mexicano entre ambos países, y confirmaron o descartaron a las presas potenciales propuestas por algunos autores. Por ejemplo, ciertos roedores, berrendos y borregos cimarrones no fueron consumidos en ninguno de los dos países.

Asimismo, se descubrió que el lobo mexicano consume una menor diversidad de presas en eua porque la zona que habitan tiene una gran disponibilidad de wapitíes y otros venados, por lo que se alimentan de estas grandes presas y, por ende, forman manadas más numerosas para poder cazarlas (United States Fish and Wildlife Service, 2021). De la misma manera, en nuestro país, los lobos se alimentan principalmente de venado cola blanca (Odocoileus virginianus), pero también han recurrido a otras presas de menor tamaño, entre las que destacan: roedores, conejos e incluso zorrillos. Se considera probable que esto es porque los lobos tienden a viajar de forma solitaria, en parejas, o en manadas pequeñas. Lamentablemente, estos pequeños mamíferos quedan eclipsados por el consumo de otra presa mucho más grande, abundante y fácil de cazar en la región: el ganado bovino (ver figura 2).

Lo anterior se debe a que la mayoría de los lobos reintroducidos en México proviene de cautiverio, por lo que su habilidad para cazar animales silvestres es limitada, y resulta más sencillo capturar presas como los becerros. Entonces, una de las estrategias utilizadas para disminuir estos ataques es colocar carne de cerdo en sitios particulares, que además de brindarles alimento, también los ayuda a establecer un territorio seguro. Por ello, un componente frecuentemente encontrado en los excrementos es la carne de cerdo, que llega a ser casi tan relevante como el consumo de venados (ver figura 2). Ambos alimentos, junto con la amplia diversidad de presas silvestres registradas, podrían disminuir el consumo de ganado bovino por parte del lobo mexicano, y, por tanto, ayudar a reducir los conflictos con los ganaderos (Reyes Díaz, 2021).

Para que este tipo de estrategias funcionen, es necesaria la participación y colaboración de los ganaderos en la protección y vigilancia de sus animales. El noroeste de México tiene condiciones ambientales extremas que exponen al ganado a múltiples situaciones de riesgo, en la que muchos animales mueren por causas naturales, enfermedades, accidentes, o por ataque de depredadores (De la Peña, 1947; Hoogesteijn y Hoogesteijn, 2014; Contreras Servín, 2016).

Figura 2. Principales animales consumidos por el lobo mexicano en vida libre en el noroeste de México.
Fotografías: UAQ/ITZENI/CONANP.

En este sentido, las muertes de bovinos en el medio silvestre les dan la oportunidad a los carnívoros de alimentarse de la carroña, lo que también puede influir en encontrar bovinos como parte de la dieta, sin que su muerte haya sido necesariamente consecuencia de un ataque directo (Ciucci et al., 2020; López-González et al., 2020). De tal forma, Eklund et al., (2017) mencionan que la vigilancia constante del ganado es uno de los métodos más efectivos para evitar su depredación. Una adecuada vigilancia podría darle la oportunidad a humanos y lobos de coexistir en las serranías del noroeste de México, dejando atrás la triste historia de persecución y extinción del lobo mexicano.

Conclusión

El lobo mexicano es un depredador que intenta reintegrarse a la vida silvestre después de 50 años de ausencia. Muestra de ello es la gran diversidad de presas en su dieta, que indica lo adaptable y buen cazador que es. Resulta fundamental mantener saludables a las poblaciones de presas silvestres del lobo mexicano y otros grandes carnívoros —sobre todo aquellas que son las más consumidas—, para que la abundancia y disponibilidad de alimento permita a los lobos sobrevivir por sí mismos, sin depender de animales domésticos.

Además, hay que tener en cuenta que la alta disponibilidad de ganado bovino en las áreas naturales permite que los lobos se alimenten de ellos, lo que hace necesario que productores ganaderos aumenten la vigilancia y cuidado de sus animales para inhibir el ataque de cualquier depredador y se deje de ver a los carnívoros como animales dañinos. Sólo así, el lobo mexicano tendrá la oportunidad de prosperar y coexistir con el ser humano, al dejar atrás la historia de persecución que lo extinguió de la vida silvestre en el pasado.

Referencias

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Agradecimientos

Agradecemos el financiamiento y apoyo logístico de la Universidad Autónoma de Querétaro, Comisión Nacional de Áreas Naturales Protegidas (conanp), Arizona Game Fish Deparment, y Soluciones Ambientales itzeni, A.C. También, la importante labor de los miembros del equipo técnico del proyecto de reintroducción de lobo mexicano, quienes son fundamentales para la recuperación de esta subespecie (C. García Chávez, S. Tafoya Ávila, A. Leal González, V. Agoitia Fonseca, R. Fabián Rosas, R. Pacheco Gutiérrez, C. Maya Ortega, R. Juárez López, I. Álvaro Montejo, M. Córdova Montejo). A G. Camargo Aguilera por los análisis genéticos que enriquecen sustancialmente la investigación. A los dueños y personal de los predios particulares y ejidos que permitieron el acceso a sus propiedades para el monitoreo y búsqueda de rastros. A todas aquellas personas que les dan a los lobos mexicanos una nueva oportunidad de aullar en nuestras sierras.

Recepción: 20/07/2021. Aprobación: 07/12/2021.

Resumen

Las interacciones que ocurren entre las angiospermas y otros organismos en la naturaleza son mediadas por una amplia diversidad de atributos de las plantas, entre los que destacan los compuestos orgánicos volátiles que participan en la comunicación química. Estos compuestos actúan como señales químicas que transmiten información específica de la planta y son detectados por organismos mutualistas o antagonistas.
Palabras clave: compuestos volátiles, comunicación química, interacciones bióticas, mutualistas, antagonistas.

Communication through smell: plants and their secrets

Abstract

The interactions that occur between the angiosperms and other organisms are mediated by a wide variety of plant attributes. Among these attributes, the volatile organic compounds that participate in chemical communication stand out. These compounds act as chemical signals that convey plant-specific information and are detected by mutualistic or antagonistic organisms.
Keywords: volatile compounds, chemical communication, biotic interactions, mutualists, antagonist.

Introducción

A lo largo del tiempo, la selección natural ha favorecido la evolución de caracteres que permiten a los organismos mediar las interacciones con su ambiente. En el caso de las angiospermas, o plantas con flores, el papel de la selección natural se hace particularmente evidente cuando se pone bajo la lupa la extraordinaria diversidad de adaptaciones morfológicas, fisiológicas y químicas que permiten a las plantas responder a distintas presiones ambientales bióticas y abióticas. Una de las peculiaridades de las plantas es que son sésiles, es decir, no se pueden desplazar de un lado a otro, como es el caso de los animales. Esta característica hace que presenten estrategias que incrementan su eficiencia al interactuar con organismos de la misma o distinta especie, los cuales podrían tener efectos positivos o negativos sobre su reproducción y sobrevivencia. Una de estas estrategias es la comunicación química, que se da a través de la emisión de compuestos orgánicos volátiles, los cuales hacen posible el paso de información química de las plantas a otros organismos.

Compuestos orgánicos volátiles ¿qué son y cuál es su función?

Los compuestos orgánicos volátiles (a los que de aquí en adelante llamaremos compuestos volátiles) son pequeñas y ligeras moléculas de baja polaridad, con una alta presión de vapor, que les permite una fácil dispersión dentro y fuera de la planta (cuando estos son liberados al aire). Estas moléculas y sus diversas combinaciones conforman lo que percibimos como aromas.

Algunos de estos olores podrían no ser percibidos por los humanos, pero sí ser detectados por las plantas que los producen y sus interactores, para los que constituyen un universo de información; razón por la cual los compuestos volátiles también son conocidos como infoquímicos. Las moléculas responsables de los aromas se originan en distintas rutas del metabolismo secundario1 de las plantas y pueden producirse en órganos aéreos (hojas, tallos, flores y frutos) y subterráneos (raíces). El papel principal de los compuestos volátiles es mediar la interacción entre las plantas y otros organismos. Esto significa que, actúan como un puente químico de comunicación a través del cual una planta (emisor) emite una señal química que otro organismo es capaz de percibir (receptor). En otras palabras, los compuestos volátiles funcionan como la moneda de cambio en el proceso de comunicación. La respuesta del organismo receptor dependerá del tipo, la intensidad y la especificidad de la señal química emitida por la planta.

Las funciones de los compuestos volátiles de las plantas son diversas, y entre éstas destacan: atraer polinizadores, frugívoros y dispersores de semillas, ahuyentar herbívoros o depredadores de semillas, atraer parasitoides de herbívoros que dañan la planta, entre otras (ver figura 1). Además, los compuestos volátiles participan en la comunicación planta-planta y en la señalización que ocurre dentro de una misma planta.

Figura 1. Los compuestos volátiles florales atraen polinizadores a las flores, que tienen un efecto positivo sobre la reproducción de la planta. Los compuestos volátiles inducidos que son liberados por las hojas dañadas por herbívoros atraen parasitoides que eliminan a estos últimos, con un efecto positivo sobre el desempeño y la sobrevivencia de la planta.
Crédito: elaboración propia.

Función ecológica de los compuestos volátiles producidos por raíces y hojas

De acuerdo con el órgano del cual se emiten, los compuestos volátiles pueden mediar las interacciones planta-planta o planta-animal que ocurren por debajo o por encima del suelo. Por un lado, en el caso de las interacciones subterráneas planta-planta, la selección natural ha favorecido la evolución de los mecanismos que permiten a las plantas emitir y recibir señales químicas para comunicarse a través de las raíces. Por ejemplo, Gfeller y colaboradores (2019) demostraron que ciertos compuestos volátiles emitidos por las raíces de la especie Centaurea stoebe facilitan la germinación y el crecimiento de otras especies en su vecindario, al potenciar ciertos procesos fisiológicos (ver figura 2). Aunque el crecimiento de plantas de otras especies podría resultar desventajoso para C. stoebe, al competir por los mismos recursos, los compuestos volátiles producidos por las raíces también podrían proteger a las plantas de herbívoros y patógenos.

Figura 2. Los volátiles emitidos por las raíces de algunas especies pueden inducir la germinación de semillas y el crecimiento de plántulas que se encuentran alrededor.
Crédito: elaboración propia.

Casos como el anterior han generado una gran curiosidad por entender cómo ocurre la comunicación química entre plantas vecinas por debajo del suelo y, en particular, qué mecanismos desencadenan la síntesis y la emisión de compuestos volátiles en las raíces, cuáles son sus efectos sobre las plantas vecinas, o qué mecanismos permiten a las plantas responder ante las señales químicas emitidas por otras plantas.

Por otro lado, los compuestos volátiles producidos por las estructuras vegetativas aéreas también juegan un papel central en mediar interacciones bióticas, como la herbivoría (cuando una planta es consumida por un organismo que daña sus tejidos). Por ejemplo, los compuestos volátiles emitidos por las hojas — consideradas como las máquinas de producción de energía dado que realizan la fotosíntesis— han sido estudiados por su papel en la defensa de las plantas contra los herbívoros. Aunque es común que las hojas produzcan compuestos volátiles, se sabe que cuando éstas sufren un daño dichos compuestos son emitidos con mayor intensidad. Esta respuesta funciona como una señal que informa a plantas cercanas de la misma especie del riesgo, lo cual puede desencadenar la activación de defensas químicas en el grupo de plantas (ver video). Esto a su vez advierte a los herbívoros que las plantas han sido dañadas y que han producido una defensa para evitar seguir siendo consumidas.

El frijol lima (Phaseolus lunatus) es un buen ejemplo de plantas que emiten señales químicas para advertir peligro. Kost y Heil (2006) descubrieron que el daño por herbivoría en esta especie no sólo induce la producción de compuestos volátiles en las hojas, sino que éstos también funcionan como señales químicas que les permiten atraer organismos como los parasitoides, lo que las ayudan a defenderse contra sus herbívoros. Los parasitoides son insectos, en su mayoría del grupo de las avispas, que parasitan a los herbívoros para asegurar que sus larvas puedan desarrollarse en el interior o exterior de la superficie corporal de estos organismos, con el fin de obtener los recursos necesarios y cumplir su ciclo de vida. Dicha dinámica genera un beneficio para la planta, ya que los compuestos volátiles inducidos permiten el “control biológico” de los herbívoros por parte de los parasitoides.

De Moraes y colaboradores (1998) encontraron que especies de importancia económica como el maíz, el tabaco y el algodón inducen la producción de compuestos volátiles específicos dependiendo del herbívoro que las daña. Esto permite que los compuestos volátiles actúen como una señal altamente específica, que ayuda a los parasitoides a detectar los herbívoros que habrán de parasitar. Este ejemplo demuestra la alta complejidad de las señales químicas producidas por las plantas y su efecto en múltiples interacciones bióticas.

El papel de los compuestos volátiles en la polinización y dispersión de frutos y semillas

Dado que las plantas son organismos sésiles, requieren de vectores para transferir el polen de una planta a otra y, así, llevar a cabo su reproducción sexual. Por un lado, los vectores bióticos son los animales a los que se denomina polinizadores. Por el otro, los vectores abióticos son el agua y viento.

En el caso de las plantas que dependen de la polinización animal, las flores presentan un conjunto de atributos que atraen a distintos tipos de polinizadores, por ejemplo: abejas, mariposas, pájaros, murciélagos, entre muchos otros. Estas características no sólo hacen a las flores atractivas, sino que funcionan como señales que aportan información sobre la cantidad y la calidad de las recompensas florales, que son los recursos de los que se alimentan los polinizadores cuando visitan una flor (como néctar y polen).

Uno de los rasgos florales asociados con las preferencias de los polinizadores es el aroma o bouquet floral, que es producido por una combinación de compuestos volátiles específicos, que pueden ser emitidos por distintas partes de la flor, como los pétalos, las estructuras sexuales o, incluso, los granos de polen. Hasta la fecha, se han detectado más de 1700 compuestos volátiles florales, pero todavía faltan muchos por identificar. A pesar de que su función principal es mediar las interacciones de las plantas con los polinizadores también pueden atraer o repeler florívoros (organismos que consumen y dañan el tejido de las flores), depredadores de semillas, y patógenos (que afectan a las flores o a los polinizadores).

Un ejemplo que ilustra el papel de los compuestos volátiles en la atracción de polinizadores es el de las abejas euglosinas y las orquídeas que ellas polinizan. Cuando los machos de estas abejas visitan una orquídea, colectan fragancias florales al frotar sus patas con la superficie de la flor. Los machos almacenan estos compuestos aromáticos en pequeñas bolsas que tienen en las tibias de las patas traseras. Después, durante el cortejo sexual, exponen estas fragancias que actúan como sustitutos de las feromonas,2 por lo que ayudan en la atracción de las hembras. Así, esta peculiar interacción nos permite imaginar cómo las señales químicas emitidas por las plantas pueden ser usadas por los animales con los que interactúan en su beneficio.

Después de que ocurre la reproducción, las plantas dispersan las semillas contenidas en los frutos, para asegurar la propagación de nuevas plántulas. Las especies con frutos carnosos presentan adaptaciones que les permiten atraer a los mutualistas3 que se alimentan de sus frutos (conocidos como frugívoros), y dispersan sus semillas luego de que éstas pasan a través de su tracto intestinal (endozoocoria4). Entre estas adaptaciones se encuentran las señales de atracción visuales, olfativas y táctiles que son percibidas por dichos animales. La interacción entre las plantas y los dispersores de semillas implica un intercambio, ya que estos últimos obtienen la energía necesaria de los frutos que consumen y las plantas logran asegurar su permanencia a través de la dispersión de las semillas. Aunque el olor de los frutos ha sido poco estudiado en comparación con otros atributos como su color o tamaño, se ha demostrado que puede tener un efecto importante sobre las preferencias de los frugívoros. Por ejemplo, la evolución del aroma de los frutos de algunas especies se relaciona con la atracción de animales como murciélagos, elefantes y lémures que se alimentan de noche. Ellos tienen un sistema olfativo capaz de detectar a grandes distancias el aroma de los frutos que consumen, por lo que son dispersores muy eficientes.

Vespa velutina, también conocidas como avispones, en la dispersión de semillas de la planta Stemona tuberosa (ver figura 3). Sus semillas están cubiertas por una reserva de sustancias nutritivas a la que se conoce como elaiosoma. Esta cubierta emite hidrocarburos volátiles que son atractivos para las avispas, porque su olor se asemeja al de sus presas. Por lo tanto, al visitar la planta, la avispa colecta y se lleva a la semilla como si fuese una presa. En particular, se han detectado diez compuestos activos en el elaiosoma que regulan la interacción de esta planta con las avispas. Hay que resaltar que la respuesta a estos compuestos volátiles tiene una base genética, por lo que, tanto las preferencias como el comportamiento experimentado de las avispas hacen que el proceso de dispersión de estas semillas sea muy eficiente. Dado que las avispas no logran consumir las presas que necesitan, pero las plantas sí aseguran la dispersión de sus semillas, esta interacción podría considerarse como un engaño de no ser porque las avispas obtienen nutrientes esenciales del elaiosoma.

Figura 3. Las semillas de Stemona tuberosa son dispersadas por la avispa Vespa velutina, que es atraída por los compuestos químicos presentes en la cubierta de las semillas.
Créditos: Jidanni, 2018 y Solabarrieta, 2012.

Efecto de las variables ambientales sobre la emisión de compuestos volátiles

Uno de los intereses de los ecólogos químicos, en los últimos años, ha sido tratar de entender el efecto del cambio global sobre la emisión de compuestos volátiles en plantas. En particular, se ha demostrado que la producción de dichos compuestos responde al estrés ambiental, como consecuencia de cambios drásticos en factores como la temperatura, la humedad ambiental, la humedad del suelo, la concentración de dióxido de carbono (CO2) y/o de ozono (CO3), entre otros. El ozono, por ejemplo, considerado uno de los gases de efecto invernadero más contaminantes, puede afectar positiva o negativamente la emisión de ciertos compuestos volátiles, según el nivel al que estén expuestas las plantas. De manera reciente, Saunier y Blande (2019) detectaron que la emisión de compuestos conocidos como diterpenos5 y su contribución relativa al bouquet floral fue afectada en plantas de cuatro especies de Brassicáceas que fueron expuestas a dos concentraciones diferentes de ozono (80 y 120 partes por billón), lo cual podría tener un efecto sobre las preferencias de los polinizadores.

Los diterpernos son compuestos químicos que pertenecen al grupo de los terpenos, los metabolitos secundarios más comunes en plantas. Los terpenos se clasifican según el número de unidades de carbono que contienen, los diterpenos están formados de 20 carbonos.

Además, la poca disponibilidad de agua en el suelo también puede afectar la emisión de compuestos volátiles, pues induciría el cierre de estomas y reduciría la evapotranspiración en hojas y pétalos, lo que limitaría los recursos que las plantas tendrían disponibles para invertir en la síntesis de compuestos químicos. Lo anterior es una posible explicación a la reducción en la emisión de diversos compuestos volátiles florales o vegetativos reportada en plantas que crecen en condiciones de estrés hídrico. En el mismo sentido, la baja emisión de ciertos compuestos volátiles florales activos podría afectar la detección del aroma por parte de polinizadores especializados, con consecuencias negativas sobre la polinización de las plantas. Estos ejemplos muestran la relevancia de entender cómo las variables climáticas asociadas al calentamiento global pueden modificar las señales químicas emitidas por las plantas, así como las respuestas de los organismos con los que interactúan.

Conclusión

La comunicación química mediada por compuestos volátiles ha jugado un papel central en la evolución y el mantenimiento de las interacciones entre las plantas y otros organismos. En los últimos años se ha reportado un avance importante en el estudio de estos compuestos, lo cual ha facilitado su identificación y cuantificación en un gran número de especies. Aunque esto ha permitido tener una mejor comprensión del lenguaje químico en distintos grupos de angiospermas, todavía queda mucho trabajo por hacer. Por ejemplo, aún existe muy poca información sobre los compuestos volátiles de especies nativas, endémicas e invasoras que integran las comunidades vegetales en diferentes ecosistemas. Esta información, asociada a una caracterización más completa de las interacciones multiespecíficas (entre varias especies) de las plantas, así como de la función ecológica de los principales compuestos volátiles que median estas interacciones, nos permitirá contribuir con una perspectiva integral al estudio de la evolución y la diversidad de las señales químicas en plantas.

Referencias

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Agradecimientos

Este trabajo fue financiado por Ciencia de Frontera conacyt (840803).

Recepción: 27/07/2021. Aprobación: 07/01/2021.