El imposible dilema del tritón mortal

• Rough-Skinned Newt (Taricha granulosa) es la especie de tritón más tóxica del mundo y habita en la región del Pacific Northwest de Estados Unidos
• Existe una carrera armamentista evolutiva en torno a la toxicidad entre este tritón y la garter snake (Thamnophis sirtalis)
• La toxicidad extrema del tritón evolucionó junto con la resistencia de la serpiente a la tetrodotoxina, y ambos están pagando un costo
• La garter snake usa una estrategia de almacenar la toxina en el hígado para volverse también venenosa para los depredadores que se la comen
• Los detalles de esta interacción y las situaciones excepcionales todavía están en estudio, y siguen quedando muchos misterios

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La causa de la toxicidad del tritón mortal

• Taricha granulosa (tritón de piel áspera), el tritón más tóxico del mundo, se distribuye en la costa del Pacific Northwest de Norteamérica
• El veneno que puede producir un solo ejemplar es suficiente para ser letal para varios adultos humanos
• El tritón es tóxico, pero no venenoso (venomous). Es decir, no muerde ni pica, y el contacto es seguro si después uno se lava muy bien las manos

La razón de la toxicidad extrema del tritón

• Muchos tritones son tóxicos, pero la causa fundamental de que Taricha granulosa sea excepcionalmente tóxico proviene de una carrera armamentista (arms race)
• La garter snake (Thamnophis sirtalis) de esta región ha evolucionado resistencia a la tetrodotoxina (el mismo compuesto presente en el veneno del blue-ringed octopus), y el tritón ha ido evolucionando una toxicidad cada vez mayor
• La tetrodotoxina es producida por bacterias simbióticas que viven en la piel del tritón
• Cuanto mayor es la resistencia de la serpiente, mayor también se vuelve la toxicidad del tritón, y este proceso continúa como un bucle de retroalimentación

El costo de la toxicidad y de la resistencia

• En la naturaleza todo tiene un costo, y el tritón debe asumir una mayor carga metabólica para mantener más bacterias a cambio de elevar su toxicidad
• Los tritones más tóxicos necesitan más calorías, y eso actúa en su contra para sobrevivir
• Por otro lado, la resistencia de la serpiente a la tetrodotoxina también tiene un costo. Las modificaciones bioquímicas del sistema nervioso necesarias para lograr esa resistencia pueden manifestarse de varias formas: disfunción neurológica, reflejos reducidos y cambios sutiles de comportamiento
• Las garter snake de regiones fuera del Pacific Northwest tienen poca resistencia y mueren con facilidad. Es decir, la evolución de la resistencia claramente tiene un costo

Por qué la garter snake come tritones tóxicos

• Evolucionar resistencia ya es difícil, y al comer tritones la serpiente sufre comezón, vómito y malestar, pero aun así siguen comiéndolos
• La razón: la garter snake come al tritón y acumula la tetrodotoxina en el hígado, con lo que se protege de los depredadores. Sin embargo, no puede producir la toxina por sí misma, y con el tiempo la pierde, así que necesita volver a comer tritones

El círculo vicioso evolutivo de la carrera armamentista

• Los tritones con baja toxicidad terminan siendo comidos, y las serpientes con poca resistencia tampoco pueden depredar tritones ni acumular la toxina
• El tritón no puede evolucionar patrones aposematic (de advertencia). Si se vuelve más visible, las serpientes lo comerían con mayor frecuencia
• La toxicidad sigue aumentando, y la resistencia de la serpiente también, en un dilema evolutivo interminable

Varias excepciones y misterios adicionales

• En regiones como Alaska, donde no hay garter snake, los tritones por lo general son poco tóxicos, aunque algunos siguen siendo muy tóxicos
• También existen zonas como Vancouver Island donde, aunque hay muchas serpientes, la carrera armamentista entre toxicidad y resistencia es menos intensa
• También se plantea la duda de si no solo el tritón, sino la propia garter snake podría evolucionar patrones aposematic (de advertencia). Sin embargo, hay poca investigación académica sobre cambios en su apariencia
• El propio ecosistema del Pacific Northwest es geológicamente muy joven, por lo que no está claro si la actual carrera armamentista es un fenómeno permanente
• Otros tritones del género Taricha también son bastante tóxicos, y la clasificación del género Thamnophis también es compleja

Cierre

• Esta carrera armamentista y este dilema evolutivo han sido objeto de estudio en muchos artículos científicos, y todavía quedan muchos misterios sin resolver con claridad
• El caso del tritón mortal funciona como un laboratorio viviente para temas como la coevolución, las interacciones ecológicas y los costos evolutivos, y ofrece mucho espacio para futuras investigaciones

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Comentarios en Hacker News

• Viendo el tema en texto, existe la afirmación de que evolucionar resistencia siempre tiene un costo, pero no me parece necesariamente cierto. Muchos animales simplemente no tienen una presión especial para desarrollar o mantener ese rasgo. La selección natural no tiene una lista de verificación; simplemente sobrevive aquello que aporta alguna ventaja reproductiva. Por ejemplo, las vacas no mueren mucho por intoxicación con tetrodotoxina, así que ni siquiera existe una necesidad clara de que evolucionen esa resistencia. Los humanos tampoco sintetizan vitamina C, y ese rasgo también se perdió por accidente en ancestros primates; como vivían en entornos ricos en fruta, no hubo necesidad de recuperarlo. Tal vez en las serpientes sí haya un costo asociado a la resistencia a la tetrodotoxina, pero vale la pena subrayar que no necesariamente tiene que ser así
  • Si pensamos el argumento del autor al revés, también se puede suponer que a veces conservamos rasgos como la resistencia a toxinas que casi nunca usamos, precisamente porque mantenerlos cuesta muy poco. Si la resistencia a la tetrodotoxina fuera un rasgo así de barato de mantener, probablemente estaría mucho más extendido; el hecho de que no sea así sugiere que el costo es alto o al menos no precisamente bajo
  • También existe la idea de costo en términos del espacio de soluciones genéticas. Si se elimina una restricción, podría quedar una estructura que facilite adaptarse a las demás presiones evolutivas
  • La evolución es un problema de oferta y demanda, costos y beneficios, posibilidades y restricciones; al final, también depende de la suerte
  • Como el número de animales y personas que mueren por intoxicación con tetrodotoxina no es cero, sí existe cierto grado de presión selectiva. Si la resistencia fuera un rasgo barato y fácil de evolucionar, quizá todos la habrían desarrollado, así que también es posible que el umbral de costo de esa resistencia sea muy alto
  • Incluso sin saber tanta biología, resulta frustrante esa manera de intentar explicar la evolución solo en términos de causalidad lineal
• Hace poco me enteré de algo: en muchos jardines de Estados Unidos hay una planta letal, de esas que si te quedas más de 10 minutos debajo casi te mata. Esa planta es la water-lily
  • En Wikipedia vi que los vascular cambia (las células vegetales del crecimiento en grosor) desaparecieron de forma independiente en cinco linajes de plantas, y cuatro de ellos son plantas acuáticas, incluida water-lily; también hay científicos que plantean que las monocot podrían haber evolucionado en un entorno acuático. Recuerdo una teoría según la cual las plantas acuáticas no necesitan crecimiento leñoso para estabilidad estructural, aunque no logro encontrar la fuente
  • water-lily no es una planta peligrosa; algunas incluso se pueden comer y también se usan como medicina. ¿Será que se refiere a peace lily o calla lily? Ninguna de las dos es letal, aunque comerlas puede enfermarte. La que sí es mortal es water hemlock, que tiene flores blancas
• El texto está escrito de forma muy interesante, y me dejó varias preguntas: los newt menos venenosos son comidos, y las snakes con menos resistencia no consiguen alimento. Así se mantiene la arms race. Lo que me intriga aquí es cómo sabe la snake qué tan tóxico es el newt, si deja en paz solo a algunos newt o si se come a todos los que encuentra, y si los newt más venenosos efectivamente sobreviven a los ataques
  • Un marco más adecuado sería pensar que, a lo largo de mucho tiempo, en los genes de la snake entraron una preferencia por comerse a este newt en particular y una resistencia capaz de tolerar el veneno acumulado. Las snakes que combinaban ambos genes tendrían más probabilidad de reproducirse de forma eficaz. Tras miles de años de repeticiones de este tipo de adaptación, snake y newt quedan enganchados en una situación de Red Queen, como si siguieran corriendo una carrera sin fin. Aquí no intervienen decisiones ni conciencia; solo patrones de conducta incorporados
  • Según otra parte mencionada en el artículo, cuando el veneno es demasiado fuerte la snake escupe al newt, algo parecido a cuando una persona escupe un chile demasiado picante
  • Según Wikipedia, la garter snake en realidad evalúa el nivel de toxicidad “probándolo” mientras se traga parcialmente al newt. Si resulta tragable, se lo come; si no, lo escupe
  • Por el contexto, la garter snake se traga a sus presas enteras, así que un newt con toxicidad fuerte puede sobrevivir al intento de consumo. Por eso el newt sigue evolucionando veneno más potente, y la snake aumenta cada vez más su resistencia. Al final, la arms race se repite una y otra vez
• Me encantó el título, y el artículo también es excelente. Cambiando un poco de tema, cada vez que veo la palabra newt me acuerdo de que Karel Capek inventó por primera vez la palabra robot en los años 20, y luego además escribió War with the Newts, sobre anfibios inteligentes. Gracias por compartirlo
  • Como francés, era la primera vez que veía esta palabra, y mi cerebro traducía automáticamente el título como “death news”
• La parte de “resulta que la garter snake almacena tetrodotoxina en el hígado, volviéndose tóxica incluso para depredadores más grandes que ella” me pareció fascinante por ese efecto secundario
• Dicen que el artículo enlazado sobre el blue-ringed octopus es todavía más interesante
  • El autor a veces menciona la idea de que somos robots gigantes y que las bacterias nos usan como huéspedes, nos mueven y evolucionan a través de nosotros. Me identifico con esa manera de pensarlo
  • La naturaleza nunca es amable
• También comparten este enlace relacionado, señalando que la inmunidad de la snake ni siquiera impresiona tanto al lado de la del caddisfly local
• He vivido toda mi vida en esta región, pero nunca escuché de un caso de intoxicación por newt, así que mencionan que la intoxicación humana por newt debe de ser muy rara
  • De niño tocaba estos newts por todos lados en bosques y arroyos. Así de comunes eran
  • Vivo en el PNW y veo cientos de garter snake y algunos newt con frecuencia, pero nunca he visto un Rough-Skinned Newt. No sabía que una criatura así andaba por aquí
• La explicación de que “la garter snake resulta tóxica para los depredadores porque almacena tetrodotoxina en el hígado” me hace dudar de si eso es tan eficaz como la defensa inmediata del newt, que lleva el veneno en la piel. El newt puede sobrevivir porque el depredador lo muerde y lo escupe, pero en la snake el depredador moriría solo después de comerse el hígado, así que no queda tan claro el efecto disuasivo. Sobre todo si solo algunas snakes son inmunes, porque para un depredador sería difícil distinguir entre una snake segura y una peligrosa
  • Mi idea sobre cómo podría disuadir a los depredadores es que quizá los depredadores aprendan a partir de cadáveres de snakes medio comidas y de otros depredadores muertos; o tal vez incluso eliminar a un solo predator ya produzca algún beneficio a nivel de especie
  • Si existen pequeñas diferencias dentro de la especie depredadora —por ejemplo, en la tendencia a elegir cierto tipo de presa— y esas diferencias son heredables, incluso una variación mínima podría bastar para que actúe la selección natural
  • También puede que el depredador no muera de inmediato al comerse la snake, y en depredadores superiores como los mamíferos haya preferencias alimentarias: los individuos que no comen serpientes sobrevivirían, y eso podría fijarse genéticamente o como aprendizaje, por ejemplo si los padres no enseñan a sus crías a cazar serpientes
• Cuando vi la expresión “teal deer”, al principio pensé que era algún modismo raro. La busqué en Urban Dictionary y descubrí que “teal dear = tl;dr”. Ahora me siento confundido, como una garter snake que hubiera desarrollado tolerancia a cantidades absurdas de tetrodotoxina
  • Yo tampoco lo entendí al principio, pero me da un poco de tristeza que ahora se use algo de 9 letras para verse cool en lugar de algo de 5. Se redujo el número de sílabas, pero prefijos web como www en realidad son más largos y menos eficientes. En alemán son 3 sílabas, así que está bien, pero en inglés/francés son 9, lo cual es una pena. Tal vez desde el principio habría sido mejor web.domain.org
  • Gracias a esto aprendí indirectamente la expresión teal dear
  • Al principio pensé que era un juego de palabras con “steel-man”. Pero no: de todos modos, gracias por investigarlo