La extraña col mofeta; apestosa y calentita

 

Las hojas de la col mofeta emergen de la nieve en Montgomery, Maryland. Foto de Stephen J. Davies.

Si paseas por los Apalaches a principio de primavera es muy posible que veas algunos lugares embarrados a cuyo alrededor la nieve se derrite en círculos. Acércate. Poco a poco tu olfato se llenará de un repugnante olor a mofeta. Aguanta un poco y sigue acercándote: en los círculos verás sobresalir un puñado de hojas gruesas acopadas que sobresalen por encima de la nieve.

Enhorabuena. Has dado con una rareza botánica. Son las primeras hojas de las coles mofetas, quizás las primeras plantas que florecen en las montañas del este de Norteamérica desde Nueva Escocia, Canadá, por el norte, hasta su límite meridional en Tennessee, al sur. Las hojas y las flores oscuras que parecen un pedazo de carne (y huelen a carne putrefacta) empiezan a emerger durante los primeros días de primavera o en las últimas semanas del invierno cuando son suficientemente benignas.

Tres especies de aráceas, con espádices (1) y espatas (2)

Las coles mofetas pertenecen a la especie Symplocarpus foetidus, un nombre que no es un eufemismo. Se incluye en la familia de las aráceas, en la que se alinean muchas ornamentales, como los filodendros (Philodendron), los lirios de agua o calas (Zantedeschia), los anturios (Anthurium), las costillas de Adán (Monstera), los aros (Arum y Arisarum) o las enormes inflorescencias de los Amorphophallus. Todas ellas tienen en común la producción de minúsculas flores agrupadas en unas inflorescencias llamadas espádices, rodeadas de una hoja modificada (la espata) generalmente de colores muy vivos.

Además de llamativas, todas ellas son plantas venenosas conocidas por su producción de oxalato cálcico, un compuesto que cuando se ingiere en dosis altas puede causar un daño hepático permanente. Por eso es por lo que hay que guardar muchas precauciones a la hora de consumir los ricos frutos de las costillas de Adán.

Si el olor de la col mofeta es inconfundible, también lo es la flor moteada de color púrpura y verde oscuro, con una espiga de color apagado en el centro. Pero lo más notable del repollo mofeta es que está dotada de un notable rasgo evolutivo: es una flor con calefacción capaz de generar su propio calor hasta el punto de que puede derretir la nieve a su alrededor.

La explicación bioquímica de la capacidad del repollo zorrillo para generar el calor de derretimiento de la nieve es tan elegante como simple. Dentro de las células de las coles se encuentran las mitocondrias, la maquinaria generadora de energía de todas las células. En estas mitocondrias existe una enzima llamada oxidasa alternativa o AOX. Esta enzima altera la capacidad de producción de energía de una célula: en lugar de generar energía para el crecimiento, genera calor. Gracias a ello, las flores pueden derretir la nieve.

Así es como pueden crear esos pequeños claros de nieve que aparecen en primavera. ¿Pero por qué huelen a podrido? A medida que la nieve se derrite y las flores comienzan a aparecer, surge la competencia por los polinizadores. Algunos de los primeros insectos que emergen son los escarabajos y las moscas. Han pasado los meses de invierno congelados y son los primeros en buscar comida.

Muchas plantas con flores, como la col mofeta, evolucionaron juntamente con los insectos. La flor proporciona alimento y el insecto transporta el polen de flor en flor. Pero ¿por qué una flor huele a descomposición? ¿Qué tipo de animal visitaría una flor maloliente?

El olor de la col mofeta, como el del aro atrapamoscas que describí en este artículo es un magnífico ejemplo de mimetismo y defensa. El hedor engaña a los escarabajos y a las moscas, haciéndoles creer que hay comida disponible. En lugar de un cadáver de animal en descomposición (su comida preferida en primavera), la planta les engaña para que visiten una flor llena de polen, que luego, sin querer, llevarán a otra flor. Al imitar el olor a descomposición, la col ha desarrollado la capacidad de explotar a los primeros polinizadores primaverales.

Al mismo tiempo, el sabor amargo y el hedor disuaden a los herbívoros que de otro modo se darían un festín con estas primeras hojas tiernas de primavera que brotan cuando no hay otras hierbas disponibles. © Manuel Peinado Lorca. @mpeinadolorca.

El aroma a pis de los espárragos: todos lo producimos, pero no todos lo detectamos

 

A pesar de los beneficios nutricionales de los espárragos, hay quien no quiere comerlos para evitar los indeseables efectos secundarios que siguen a su ingestión. Como escribió Benjamin Franklin en su Pedorro orgulloso de 1781: «Comer unos cuantos tallos de espárragos otorgará a nuestra orina un olor desagradable».

Y es que mucha gente, que no toda, habrá comprobado que poco después de comer espárragos la orina huele mal. Otros muchos dirán, no sin razón, que no perciben nada raro. ¿A qué se debe el mal olor de la orina después de comerlos y por qué algunos lo aprecian y otros no?

En esta entrada podrás recordar qué son los espárragos. El origen del peculiar olor que emiten es el ácido asparagúsico, cuyo nombre deriva de Asparagus, el nombre en latín de un género de plantas de la familia asparagáceas, en la que se incluye el espárrago comestible Asparagus officinalis.

Como puedes ver en la figura, la molécula del ácido asparagúsico contiene dos átomos de azufre (S, en la figura). Recuerda también que la presencia de azufre en las cebollas es la causa de la irritación que se produce en nuestras mucosas cuando las picamos.

El ácido asparagúsico no es volátil, por lo que, aunque probablemente huela mal, no podemos apreciarlo. Ahora bien, cuando lo ingerimos al comer espárragos, nuestro metabolismo lo descompone en tioles, una familia de sustancias orgánicas volátiles que contienen un grupo funcional azufrado (–SH) que huele mal, como otros muchos compuestos azufrados que, como el ácido sulfhídrico, tienen un desagradable olor a huevos podridos.

Cuando se eliminan con la micción, los tioles se convierten en gases malolientes, entre los cuales se han identificado el sulfuro de dimetilo (la sustancia principal que da cierto “olor a mar”), el disulfuro de dimetilo, el dimetilsulfóxido y el metilsulfonilmetano, entre otros. Estas sustancias son muy volátiles, por lo que al orinar penetran en nuestras mucosas nasales y excitan las células del epitelio olfatorio.

Los produces, aunque no los aprecies

Aunque no lo huelas, eso no significa que no lo estés produciendo. Hay sesudos estudios que han demostrado que algunas personas no pueden oler ni sus propios efluvios ni los de otros. Y es que, aunque sea probable que casi todo el mundo produzca el aroma en mayor o menor grado, no todo el mundo lo percibe.

En un estudio clínico realizado con 7.000 participantes, solo cuatro de cada diez manifestaron haber detectado el olor en la orina. A pesar de que se piensa que las mujeres tienen un sentido del olfato más agudo, el porcentaje de mujeres que detectó el olor fue menor en comparación con los hombres.

Al vincular los resultados del ensayo con los datos genéticos, los investigadores pudieron demostrar que la capacidad de oler o no oler depende de la genética de cada persona, porque en la secuencia de ADN hay cientos de variantes de múltiples genes implicados en la capacidad de detectar metabolitos de los espárragos en la orina. © Manuel Peinado Loca. @mpeinadolorca.

Ricino, la planta asesina que prefería el Kremlin

 

La violenta muerte de Prigozhin, el líder del grupo mercenario Wagner, devuelve a Putin su aura de presidente implacable. En un país acostumbrado a purgas que acabaron con la vida de millones de personas y a décadas de asesinatos sin resolver, la muerte de Prigozhin se interpreta como un aviso para los ultranacionalistas. El presidente ruso asegura que puede perdonar todo menos la traición, un pensamiento que compartía Todor Zhivkov, el líder durante 25 años del régimen comunista búlgaro (1949-1990).

El fin era el mismo, la eliminación de “traidores” y el método diferente: mientras que Putin prefiere un violento “accidente aéreo”, los servicios secretos búlgaros, apoyados por la KGB soviética en la que ya trabajaba el agente especial Vladímir Putin, eligieron un método más sofisticado para eliminar al periodista disidente Gueorgui Markov: el ricino.

El extraño caso del paraguas asesino

Georgi o Gueorgui Ivanov Márkov fue un notable disidente búlgaro. Comenzó su carrera trabajando como novelista y dramaturgo en su país de origen, pero en 1969 desertó de la entonces Bulgaria comunista de Todor Zhivkov.

Después de exiliarse, trabajó como periodista para el World Service de la BBC, para la radio Free Europe (financiada por el gobierno estadounidense) y para la cadena Deutsche Welle de la entonces Alemania Occidental. Desde sus programas de radio era un severo crítico del régimen comunista de Zhivkov, por lo que el régimen búlgaro decidió darle cuartelillo con la inestimable asesoría técnica de la KGB soviética, muy experimentada en estos menesteres.

El 7 de septiembre de 1978, en plena Guerra Fría y justo el día del cumpleaños de Todor Zhivkov, Markov esperaba el autobús en el puente de Waterloo (Londres) cuando notó un pinchazo en la parte posterior del gemelo derecho y al girarse un hombre que portaba un paraguas le pidió perdón. Comenzó a sentir una sensación de ardor y dolor, que atribuyó a la punta del paraguas. Cuando llegó a trabajar en las oficinas de la BBC, notó que el dolor persistía y se había formado un pequeño eczema rojizo en el lugar del pinchazo.

Réplica del paraguas con el que asesinaron a Markov. Fuente

Esa tarde, desarrolló una fiebre alta y al día siguiente fue ingresado en el hospital St. James con fiebre, vómitos y dificultad para hablar coherentemente. Murió en el hospital de un paro cardíaco tres días más tarde.

Debido a las extrañas circunstancias del incidente y a las declaraciones realizadas a los médicos, en las que Márkov expresaba la sospecha de que había sido envenenado, Scotland Yard ordenó una minuciosa autopsia. Los patólogos forenses descubrieron una esfera metálica (del tamaño de la cabeza de un alfiler) incrustada en la pantorrilla del cadáver.

El pequeño perdigón, de sólo 1,52 mm de diámetro, estaba compuesto en un 90% por platino y el 10% restante por iridio. Tenía dos agujeros perforados. Un examen posterior reveló la presencia de rastros de ricina, el veneno contenido en las semillas del ricino, Ricinus communis, del que me ocupé hace unos días. Una sustancia azucarada recubría los diminutos orificios, creando una suerte de burbuja, cuyo objetivo era que la ricina contenida en el interior de la cavidad no se escapara de su lugar antes de tiempo.

El recubrimiento había sido especialmente diseñado para fundirse a la temperatura normal del cuerpo humano. Cuando el pequeño perdigón fue disparado en la pantorrilla de Márkov, la capa protectora se fundió, la ricina se liberó y fue absorbida por el torrente sanguíneo de la víctima, matándola al poco tiempo.

Como sabían quiénes urdieron el asesinato, la gran ventaja de la ricina con fines criminales es que, al tratarse de una proteína que se descompone metabólicamente en aminoácidos, no deja rastro en los análisis bioquímicos de las víctimas.

Diez días antes del asesinato, utilizando el mismo modus operandi en una estación de metro de París, se había intentado asesinar a Vladimir Kostov, otro desertor búlgaro. Los médicos parisinos habían encontrado el mismo tipo de perdigón en la piel de Kostov. Sin embargo, parece que la capa azucarada que protegía el exterior de la cápsula de ricina se había dañado antes o durante el disparo, por lo que sólo una pequeña porción del potente veneno logró ingresar en su torrente sanguíneo, provocando únicamente un cuadro febril.

Años después, dos agentes desertores soviéticos, Oleg Kalugin y OlegGordievsky, confirmaron que la KGB estuvo detrás del asesinato de Márkov, aunque hasta el día de hoy nadie ha sido acusado oficialmente por ello, en gran medida porque la mayoría de los documentos relativos a su muerte fueron destruidos antes del colapso del régimen comunista búlgaro en 1989. © Manuel Peinado Lorca. @mpeinadolorca.

Errores científicos de los megalodones

Carcharocles megalodon, el tiburón más grande de todos los tiempos, ha cautivado durante décadas la imaginación del público y de los paleontólogos. La fascinación científica se debe a la enormidad de sus dientes fosilizados. Grandes como zarpas de oso y afilados como cuchillos de carnicero, le servían para destazar los cetáceos que tuvieran la mala suerte de cruzarse en su camino. La cultura popular le ha dado fama.

El tedio de una calurosa mañana sabatina me lleva a enredar con el mando a distancia. Doy por azar con Megalodón, una película de 2018 que trata de tiburones tan monstruosos como fantásticos. Su secuela, Megalodón 2: La fosa, acaba de estrenarse en los cines españoles.

El guion de ambas está basado en el primero de los seis libros de una saga de ciencia ficción de terror de Steve Alten cuyo título genérico es Meg. Las dos película son sendos trepidantes thrillers de acción centrados en su protagonista-héroe, el capitán y buzo Jonas Taylor (el siempre temerario Jason Statham) y su monstruosa némesis, Meg, un insaciable monstruo de 22 metros provisto de unas aterradoras fauces de dientes afilados como bisturíes.

Ciencia y cine en Megalodon 1

Como en muchas otras películas de ciencia ficción, el largometraje de 2018 se enfrenta a algunos conceptos científicos y matemáticos. Me centraré ahora en algunos de ellos empezando por la fuerza de una mordedura capaz de hacer añicos vidrios blindados.

Como puede comprobarse en estas escenas de Jurassic Park o en la memorable de Alien cuando un alienígena trata de atravesar el vidrio de la nave espacial mientras despega, el vidrio es un excelente accesorio para las películas de monstruos.

En Megalodón vemos al tiburón gigante intentando romper las paredes de vidrio de la nave, pero sin conseguir atravesarlas. ¿Podría lograrlo si tenemos en cuenta la fuerza de mordedura de 176.519,7 newtons (18 toneladas) que la ciencia ha calculado para Carchorodon megalodon?

En primer lugar, dejemos claro que presión no es lo mismo que fuerza: la presión depende del área sobre la que se aplica la fuerza. Si se aplica la fuerza por los puntos de contacto de los dientes, como el área de contacto es muy pequeña la presión puede ser muy alta; por eso es por lo que los dientes puntiagudos de las sierras son los más adecuados para cortar objetos duros.

Para otorgarle a la película la oportunidad de ajustarse a la realidad, podemos suponer que el vidrio está blindado como el batiscafo Deepsea Challenger de James Cameron. Esa nave se probó a una presión de 114 miles de pascales (MPa).

Simplificando mucho (ignorando la carga de impacto, los ángulos de ataque y muchos otros factores), podemos calcular el área de contacto mínima requerida para que el vidrio resista:

Área = fuerza / presión = 176.519,7 newtons / 114 MPa = 0,0015 m²

Esa es un área de contacto de aproximadamente 4 x 4 cm repartida entre todos los dientes. A partir de las imágenes, parece posible que exista un área de contacto similar entre los dientes y el vidrio, lo que significa que la presión sería insuficiente para romperlo de inmediato. Aquí la ciencia da la razón a la película.

Pasemos ahora a determinar el tamaño del tiburón cinematográfico. Una escena en particular pone a prueba nuestra capacidad de comulgar con ruedas de molino. El equipo comandado por Jonas Taylor logra envenena al tiburón que toman erróneamente por el megalodón y lo suben a bordo usando la grúa del barco.

El problema es doble: el tiburón que atrapan es mucho más pequeño (al menos para los espectadores) que el tiburón con el que han estado peleando durante el resto de la película. El gran tiburón todavía sigue por ahí y los aguerridos (y despistados) cazadores no se dan cuenta. 

Pero ese desliz cinematográfico no es nada comparado con el error más grande de la misma escena: como se muestra en la imagen de arriba, el supuesto cadáver de megalodón subirá a cubierta colgado en la pequeña grúa del barco. Como referencia, la de abajo es un tipo de grúa móvil de 50 toneladas de capacidad de carga que sería imprescindible para izar al tiburón protagonista. En este punto, nuestra fe en el tiburón “suspendido” suspende.

Pasemos ahora al asunto de la velocidad con la que puede navegar megalodón. Según las notas de producción de la película, el monstruo de la película puede alcanzar velocidades de más de 80 nudos (150 km/h). Uno de los tiburones vivientes más rápidos es Isurus oxyrinchus, que puede alcanzar velocidades de alrededor de 50 km/h, con picos que superan los 70 en ráfagas cortas. Los rorcuales comunes más rápidos alcanzan los 40 km/h. Los submarinos más rápidos alcanzan velocidades de algo más de 75 km/h. 

Los torpedos convencionales superan los 110 y los torpedos supercavitantes rusos pueden alcanzar 380. Dado que el megalodón cinematográfico parece ser un tiburón "normal" en todos los aspectos salvo por su tamaño y sin ninguna capacidad especial de supercavitación, su velocidad máxima parece optimista en el mejor de los casos.

Pasemos al menú de nuestro amigo. En la película es un insaciable monstruo que emplea buena parte de su tiempo devorando bañistas. ¿Le hace falta comer tanto? ¿Cuánto necesitaría consumir realmente para mantenerse vivo?

Un estudio que acaba de cumplir cuarenta años calculó que un tiburón de 943 kg podría sobrevivir con 30 kg de grasa durante aproximadamente mes y medio. Estudios más recientes sugieren que esa cantidad solo le duraría al tiburón unos 11 días, es decir, una tasa de consumo diario equivalente a unos tres kilos.

Las exigencias nutricionales de los tiburones más grandes se calculan elevando su peso a una potencia de aproximadamente 0,8. Si consideramos que el peso del megalodón es de 48 toneladas, el cálculo sería este:

Ingesta diaria de un megalodón = 3 kg/día x (48.000/943)^0,8 = 70 kg/día

Por tanto, nuestro megalodón de pega solo necesitaría comer el equivalente a una persona de peso mediano al día. El de la película come mucho más que eso, de donde se deduce que o bien su metabolismo es desconocido entre otros escualos o, quizás, que estemos ante el primer caso de tiburón rumiante que come ahora y digiere más tarde.

Vayamos ahora con las estadísticas de ataques de tiburones. En la película, el megalodón ataca a suficientes personas como para dinamitar las estadísticas mundiales de ataques de tiburones. En realidad, es increíblemente improbable que una persona normal y corriente sea atacada por un tiburón. La posibilidad de que uno de nosotros sea atacado por un tiburón es de alrededor de uno entre cuatro millones … a menos que una tromba de agua te arroje tiburones encima como ocurre en estas alucinantes escenas.

En conclusión: la película combina todos los clichés típicos de las películas de monstruos con unos diálogos espantosos. Es tranquilizante, por decir algo a favor, que en esta película el protagonista no sea un tiburón moderno sino una criatura fantástica de hace millones de años, lo que nos permite ser un poco más indulgentes con la fauna que nos rodea.

Ciencia y cine en Megalodon 2: La fosa

Como en el inicio de la novela Meg, esta película comienza con nuestro escualo zampándose un Tyrannosaurus Rex como si tal cosa. Imposible. Eso nunca pudo ocurrir. Los dinosaurios se extinguieron hace 65 millones de años. El megalodón, por su parte, vivió entre hace entre 20 y 2,5 millones de años, aproximadamente. Esto quiere decir que nuestro escualo nunca coincidió con los dinosaurios.

Item más. Aunque en el improbable caso de que la novela y las películas nos convencieran de que un megalodón hubiera podido sobrevivir hasta nuestros días, no podría haberlo hecho en el fondo de una fosa a 7.000 metros de profundidad.

Hay fósiles de megalodones por todo el mundo, pero solo en aguas de litorales cálidos. No estaban adaptados a vivir en las grandes profundidades oceánicas. Allí el agua está demasiado fría, el alimento escasea y los megalodones tendrían que un cuerpo de forma totalmente diferente para evitar ser aplastados por la enorme presión del agua a tales profundidades.

La película intenta sortear algunos de estos trágalas afirmando que hay una especie de balsa de agua caliente al fondo de la fosa, un "termoclima", sellado por una nube de ácido sulfhídrico. Primero, eso es termodinámicamente imposible. Como cualquiera que haya caminado por la orilla del mar sabe, el agua fría es más pesada por lo que el agua caliente se mantendría por encima de la fría y no al revés. Más todavía, la temperatura no sería el único impedimento para que los tiburones no ascendieran a superficie. Una nube de sulfídrico apestando a huevos podridos es extremadamente tóxico y sería imposible de atravesar. Incluso un supertiburón como nuestro amigo no podría hacerlo sin salir envenenado.

Además, hay que contar con la presión. En su expedición en búsqueda de los restos del Titanic, el famoso submarino Titán reventó al intentar llegar a una profundidad inferior a 4.000 metros Imagínense la presión que tendrían que soportar Jonas Taylor y compañía a casi el doble de profundidad, donde supuestamente viven tan campantes los megalodones y unos anfibios con un tamaño muy similar al humano.

James Cameron demostró que es posible descender en un batiscafo hasta lo más profundo del océano: los 11.000 metros de la fosa de Las Marianas. Lo que es completamente imposible, aunque se trate de Jason Statham, es bucear como si tal cosa a pecho descubierto a 7.000 metros de profundidad. No cuela.

El récord de buceo en apnea está a unos 200 metros, y con bombona de oxígeno a poco más de 330, unas 33 veces la presión atmosférica. El submarinista que lo logró necesitó trece horas para ir equilibrando la presión mientras volvía a la superficie. Por tanto, no cuela que Statham bucee siete kilómetros por debajo de la superficie, a una presión de unas 700 atmósferas, casi el doble de las que soportó el Titán, y después regrese directamente como Pedro por su casa para liarse a trompazos con Sergio Peris-Mencheta en cuanto se abre la puerta. © Manuel Peinado Lorca. @mpeinadolorca.

La piña que encantaría a Barbie

 

Las piñas rosas genéticamente modificadas están causando furor: ¿qué les da su color distintivo?

El gigante alimentario Del Monte Foods ha creado una piña rosa genéticamente modificada que debe su tono rosado a que, después de diecisiete años de investigación, los tecnólogos han logrado aumentar la concentración en sus células de licopeno, un tipo de pigmento del grupo de los carotenoides responsable del color rojo de algunas verduras y frutas como zanahorias, tomates, pimientos o sandías, por ejemplo, aunque no de otras como fresas o cerezas.

Los científicos han diseñado una piña rosa que haría las delicias de Barbie: por fuera es idéntica a cualquier otra piña y por dentro conserva su típica anatomía, pero la pulpa es de un tono rosado intenso. La nueva piña patentada "Pinkglow", que se cultiva en Costa Rica, de momento solo se comercializa online, pero se está vendiendo como churros en Estados Unidos.

¿Qué le confiere a esta fruta tropical genéticamente modificada su tono rosado? Las piñas normales contienen licopeno, pero generalmente este pigmento se convierte en betacaroteno mediante una enzima, la licopeno β-ciclasa, que hace que el interior de la piña se vuelva amarillo. En las células de cualquier piña la producción de esa enzima es regulada por unos genes que están anulados (“silenciados” en la jerga de los biotecnólogos) en la piña rosada, lo que hace que el licopeno se acumule.

Según la patente, la licopeno β-ciclasa se silencia mediante una técnica conocida como ARN interferente. En los laboratorios de la compañía los biotecnólogos agregaron un gen cuyo ARN es muy parecido y se une al ARN que lleva el mensaje para construir la proteína licopeno β-ciclasa. La unión del ARN impide que la célula produzca la enzima y, en consecuencia, el licopeno se acumula.

La piña rosa se vende a través del comercio electrónico. En Estados Unidos su precio varía entre los 11 y los 39 dólares la unidad. En España se puede adquirir por unos 35 euros. Estos altos precios son producto de la gran diferencia entre oferta y demanda. En Costa Rica, Del Monte cultiva 9.283 hectáreas de plantaciones de piña, de las cuales solo dedicará 200 para cultivar la variedad rosa este año. ©Manuel Peinado Lorca. @mpeinadolorca.

No todas las polillas se comen la ropa

 

La mariposa nocturna Hyles lineata poliniza las flores de Delphinium mexicanum. Foto.

Si alguna vez te has sentido subestimado, acuérdate de las polillas nocturnas. En general, queremos a la abejas y a otros coloridos insectos polinizadores por su íntima relación con las flores: sin ellos no podríamos cultivar muchas plantas de interés alimentario, no disfrutaríamos de la dulce miel o del nutritivo polen, ni gozaríamos de la belleza de las flores primaverales.

Pero no es oro todo lo que reluce. Hay también otros animales que bogan a nuestro favor en las tinieblas. Además de algunas prodigiosas criaturas de la noche, entre ellos se cuentan las discretas polillas que revolotean en la oscuridad para llevar a cabo un trabajo esencial como polinizadores que resulta, en numerosas ocasiones, mucho más eficiente que el que realizan los atractivos insectos diurnos.

No todas las polillas se comen la ropa

En un caso más de “tomar la parte por el todo”, las polillas tienen muy mala fama. El Diccionario de la Real Academia Española define la polilla como una mariposa cenicienta cuyas larvas tejen capullos a base de destruir la materia en la que anidan, que suele ser de lana, tejidos, pieles, papel, etc.

Pero no todas las polillas dependen de este menú ni mucho menos. Las polillas son mucho más que eso. En este artículo aplico el término polilla a las mariposas nocturnas o heteróceros (Heterocera), el grupo que reúne la gran mayoría de las mariposas del planeta, cuya etimología "heterocera" deriva del criterio morfológico que define a este grupo. Mientras que el conjunto de las mariposas diurnas, reciben el nombre de ropaloceros por sus antenas en forma de maza (del griego antiguo rhopalon, “maza”, y keras, “cuerno” o aquí "antena"), los heteróceros reúnen a todas las demás especies (hetero- , "otras ”).

Hay muchas más mariposas nocturnas que diurnas: se han descrito unas 135.000 especies de mariposas, de las cuales solo unas 24.000 son diurnas. En realidad, las polillas cuyas larvas se alimentan de fibras textiles o de alimentos almacenados son solo tres familias que apenas representan un 3% de todas las mariposas nocturnas.

Las polillas son unos polinizadores extraordinariamente eficaces

Se estima que el 90% de todas las especies de plantas con flores (angiospermas) son polinizadas por animales; cien mil de ellos son invertebrados (abejas, mariposas, escarabajos, polillas, avispas y moscas, entre otros) y algo más de mil vertebrados (mamíferos, aves, reptiles y anfibios).

Las angiospermas primitivas fueron polinizadas por insectos que han realizado ese trabajo esencial durante aproximadamente el 86% del tiempo que cubre la historia evolutiva de las plantas con flores desde su aparición en el Cretácico hace unos 120 millones de años, a lo largo de los cuales la evolución ha provocado una larga historia de interacciones entre insectos polinizadores y angiospermas en una serie de procesos complejos que siguen siendo vitales para la biodiversidad. Técnicamente, los biólogos agrupan esos procesos en el término entomofilia, que se aplica las plantas polinizadas por insectos (éntomos, en griego).

Hay una copiosa bibliografía con respecto a la polinización por insectos diurnos, sobre todo por abejas y mariposas, pero se ha investigado poco sobre la importancia polinizadora de los nocturnos por una causa fundamental: los resultados generales que se obtienen en cualquier investigación se centran en sus circunstancias particulares. 

En las investigaciones cuyos análisis y experimentos requieren de la observación, es infinitamente más fácil trabajar en pleno día. La consecuencia es que, si solo estudias la polinización diurna, casi inevitablemente llegarás a la conclusión de que los insectos que solo vuelan durante el día, como abejas y mariposas, son polinizadores extraordinariamente importantes.

Al atardecer, la polilla del tabaco Manduca sexta liba el néctar de las aromáticas flores del tabaco jazmín Nicotiana alata. Foto de Anna Schroll.

Poco a poco, los ecólogos que estudian los procesos de polinización van avanzando. Un estudio publicado el pasado mes de marzo, que indaga en el papel de las polillas nocturnas en la polinización de las zarzamoras Rubus fruticosus, arroja nueva luz en la investigación sobre la actividad dispersora del polen por lepidópteros nocturnos en unas plantas a la que muchos consideran una plaga espinosa que debe erradicarse de nuestros espacios verdes. No es así: durante su floración primaveral, las zarzamoras son una fuente esencial de néctar y polen para abejas, mariposas y polillas, mientras que, durante el otoño, cuando escasean otros alimentos, sus frutos son un recurso alimenticio para los animales frugívoros.

Los experimentos realizados con las zarzamoras se centraron en comparar la contribución de los polinizadores diurnos y nocturnos. Mientras que los visitantes diurnos de las zarzamoras fueron insectos muy variados, las polillas fueron casi exclusivamente los visitantes nocturnos.

Pero lo más importante no es la variedad sino la eficacia de los visitantes: las tasas de transferencia de polen entre las flores de las zarzamoras fueron significativamente mayores durante la noche en comparación con el día, lo que lleva a la inevitable conclusión de que las polillas son polinizadores más eficientes que los insectos diurnos (al menos en el caso de las zarzamoras, todo hay que decirlo).

Esa actividad nocturna es una buena noticia que, sin embargo, tiene un lado negativo: puede que no haya suficientes polillas para hacer el trabajo, porque las poblaciones de muchos insectos están en declive, lo que afecta no solo a la polinización sino también a su función (indeseada para ellos, claro) como recurso alimenticio para muchas otras especies, desde murciélagos hasta aves.

Las polillas enfrentan los mismos desafíos que los polinizadores diurnos, como los pesticidas, la pérdida de hábitat y el cambio climático. Por añadidura, las polillas también se ven amenazadas por la iluminación nocturna artificial. Investigaciones recientes han destacado cómo el alumbrado público está alterando el comportamiento alimentario de las orugas y reduciendo el número de polillas. Investigaciones anteriores también han demostrado que la luz impide que las polillas adultas se alimenten, reproduzcan y pongan huevos.

Finalmente, no olvidemos que los insectos no son benefactores altruistas, sino que  visitan las flores en busca de una recompensa tangible generalmente nutritiva que puede ser néctar, aceites o el propio polen, pero también una recompensa sexual en el caso de muchas orquídeas que provocan falsas cópulas.

Desde la perspectiva del insecto, la polinización es sólo una consecuencia no deseada de una visita a la búsqueda de recompensas. Pero cualquiera que sea la razón de tales recompensas, la 'esperanza' de la planta es que los visitantes no consuman una cantidad suficiente de polen para que al menos una parte sobreviva y sea transferida a otra flor para efectuar la polinización y, con suerte, la fertilización para perpetuarse. ©Manuel Peinado Lorca. @mpeinadolorca.

Iowa, el país del maíz

Termina agosto y en el Medio Oeste de Estados Unidos todo el mundo sabe que el final del verano significa maíz dulce, fresco y en grandes cantidades.

Entre Cedar Rapids, Iowa, y Fargo, Dakota del Norte, hay que recorrer 1.200 kilómetros por las grandes llanuras del Corn Belt, el cinturón del maíz, el corazón agrícola del Medio Oeste, la región donde, en palabras de Henry A. Wallace, se desarrolló la «civilización agrícola más productiva que el mundo haya visto».

Con cerca de 94.000 granjas que cubren más del 90% de los casi ciento cincuenta mil kilómetros cuadrados del estado, Iowa es el mayor productor estadounidense de maíz. Los agricultores no pierden el tiempo: unos 70 millones de toneladas al año, aproximadamente un quinto del maíz producido en el país, tres veces más de lo que produce Argentina y veinte veces lo que produce España, salen de los fértiles limos de Iowa. Pero quien piense que es un monocultivo, se equivoca.

El olfato no engaña. Cuando se circula por Iowa es conveniente cargar bien el ambientador del coche. Uno conduce a través del mayor rebaño porcino del país. Entre los campos de maíz se crían unos 25 millones de cerdos, cerca de un cuarto de la cabaña porcina estadounidense y poco menos de los 28 millones que se crían en España, el tercer productor del mundo. Maíz y cerdos. A la hora de elegir paisajes para viajar, busquen otro estado.

Llegadas estas fechas, en Des Moines, la ciudad en la que nació Bill Bryson, se celebra estos días la Feria Estatal, el mayor acontecimiento de Iowa, una de las exposiciones agrícolas e industriales más grandes y antiguas de Estados Unidos, un homenaje a lo mejor del estado en agricultura, industria, entretenimiento y logros que atrae anualmente a más de un millón de visitantes de todo el mundo.

En la feria el maíz es el rey. La temporada del maíz normalmente alcanza su punto máximo la última semana de la Feria Estatal, y por lo mismo entre atracciones, juegos, nubes de algodón de azúcar, bandas de música, desfiles y cerdos anatómicamente impresionantes, la feria rebosa de vendedores embutidos en camisetas sin mangas que sirven enormes mazorcas de maíz local recién cosechado que tuestan directamente sobre parrillas a fuego vivo.

Tan pronto como las hojas verdes que rodean las mazorcas asadas están lo suficientemente frías como para pelarlas insertadas en un mango, la gente las sumerge en una cubeta de mantequilla caliente derretida. Luego, con unos enormes saleros de zinc que pasan de mano en mano, las espolvorean con una generosa capa de sal. ¿Puede haber algo mejor para un niño?

La gente ha estado cultivando maíz y creando variedades durante mucho tiempo en un área geográfica muy amplia. El maíz como cultivo comenzó en Mesoamérica hace unos nueve mil años y allí se había convertido en una parte sustancial de la dieta humana hace unos 4.500 años.

La expansión del maíz por gran parte de Norteamérica fue lenta porque tuvieron que surgir las mutaciones adecuadas antes de que los nativos americanos pudieran seleccionar genotipos que se adaptaran bien a la duración del día y de la estación, y a la altitud de cada lugar. En el proceso, las diferentes culturas crearon las variedades que conocemos hoy.

El maíz fue una de las especies adoptadas en América por los colonizadores europeos. En Galicia y en la cornisa Cantábrica el maíz se adaptó muy bien a la climatología local y, dado el alto rendimiento de aquellos cultivos su explotación se fue extendiendo por toda Europa. Muy probablemente, esta temprana adopción se debió a su semejanza con los cereales europeos (el maíz supuso la desaparición del cultivo del mijo, por ejemplo, cuyo nombre adoptó en algunos lugares), a diferencia de otras plantas, como la patata, que eran más extrañas y hasta sospechosas. 

Se puede decir que el cultivo del maíz fue causa y consecuencia de la Revolución Industrial en la agricultura: el maíz aumentó el rendimiento de la superficie cultivada y permitió la estabulación de los animales, que empezaron a ser alimentados con piensos, mientras producían el estiércol necesario para abonar los cultivos. El maíz constituyó desde entonces una parte muy importante de la dieta tanto humana como animal en Europa.

Vamos a lo nuestro. Aprovechemos una mazorca para estudiar anatómicamente el maíz.

Estructuras fundamentales de las gramíneas. Todas ellas corresponden a diferentes especies, salvo la estructura del grano del maíz. 

Empecemos por decir que el maíz (Zea mays) es una de las más de 9.000 especies de la familia de las gramíneas, las cuales, agrupadas en unos 650 géneros, dominan paisajes enteros como praderas, sabanas, estepas, pastizales alpinos y todo tipo de prados naturales y creados por el hombre. La familia tiene una enorme importancia agroalimentaria, pues en ella figuran cultivos como maíz, arroz, trigo, cebada, centeno, avena, mijo, sorgo y caña de azúcar, entre otros.

Las gramíneas son en su inmensa mayoría hierbas con tallos muy característicos divididos externamente en zonas engrosadas, los nudos, y otras lisas algo estriadas longitudinalmente, los entrenudos. A lo largo de los tallos se distribuyen las hojas dispuestas en espiral, que tienen dos partes bien diferenciadas: una vaina que abraza el tallo y un limbo expandido con muchos nervios paralelos.

Las gramíneas transmiten el polen por el viento, de forma que sus flores, carentes de pétalos y de otras partes atractivas que suelen lucir las flores que se polinizan con la ayuda de los animales. Por eso, para que las piezas florales no interrumpan el aire en movimiento, las flores son pequeñas y muy sencillas, en las que pétalos y sépalos se reducen a unas pequeñas escamas (glumas). Las flores van dispuestas en espiguillas y estas en espigas.

Lo que habitualmente relacionamos con el maíz (Zea mays) son sus inflorescencias femeninas, las mazorcas, en las que crecen en filas los granos comestibles. Pero una planta de maíz tiene más partes. 

La inflorescencia masculina, que se conoce como panícula, panoja o espiga, es terminal y está compuesta por un eje central o raquis y ramas laterales; a lo largo del eje central se distribuyen las pequeñas flores masculinas en cada una de las cuales hay tres estambres donde se desarrollan los granos de polen.

Las inflorescencias femeninas, las mazorcas, se localizan en las yemas axilares de las hojas; son espigas de forma cilíndrica que aparecen rodeadas por hojas modificadas (brácteas) que consisten en un raquis o eje central grueso donde se insertan las flores femeninas por pares, una fértil y otra abortada, alineadas en hileras paralelas. Las flores femeninas tienen un ovario único, que se continúa en un estilo muy largo terminado en un estigma papiloso donde germina el polen.

Las brácteas son verdes sobre la planta y papiráceas una vez que la mazorca madura. Las brácteas están abiertas en su externo superior, por el que asoman multitud de pelos, los estilos. En la mazorca, cada grano es un fruto independiente llamado cariópside que está insertado en el raquis cilíndrico. Un grano de maíz es un fruto, no una semilla.

El fruto funciona como una semilla porque es esencialmente solo una pared delgada, el pericarpio, fusionada firmemente con la única semilla grande del interior, a su vez formada por el embrión (el germen es la parte por donde brotará) y sus tejidos de reserva (endosperma).

El endosperma amiláceo constituye el 85% del grano y contiene las reservas para el desarrollo del embrión. Es de gran importancia en la nutrición humana, ya que constituye la fracción del grano utilizada para la elaboración de las diferentes harinas. Está compuesto de células llenas de gránulos de almidón, embebidos en una matriz proteica, que consiste, principalmente de gluten, una proteína de almacenamiento particularmente desarrollada en granos como los del trigo. En la mazorca de maíz fresca los frutos son blandos. Cuando se oprimen sueltan un jugo lechoso, el endospermo, el tejido que aportará energía y nutrientes al embrión durante la germinación. 

Detalles de la mazorca. 1. Los hilos que emergen entre los granos son los estilos. 2. Primer plano de los estilos, que deja ver los filamentos delicados que atrapan el polen. 3. Entre las hileras de flores polinizadas que están formando los granos, aparecen otras con flores no fecundadas. 4. El embrión de maíz aparece como una zona oscura incrustada en un endospermo blando y dulce. 

El uso principal del maíz es alimentario. La harina de maíz (polenta) puede cocinarse sola o emplearse como ingrediente de otras recetas. El aceite de maíz es uno de los más económicos y es muy usado para frituras. Para las culturas latinoamericanas, los productos a base de masa de maíz (tortillas, tacos, enchiladas, nachos, quesadillas) sustituyen al pan de trigo.

Los granos de maíz frito (o tostado) salados se conocidos en España por los nombres de «kikos» o «panchitos» y se venden bajo diversas marcas.

En la década de 1860, W. K. Kellogg comenzó a elaborar una pequeña pasta a base de harina integral de trigo, avena y maíz. Elaboraba unas pequeñas piezas y las tostaba en un horno para luego empaquetarlas. Este fue el inicio de los copos de maíz conocidos como corn flakes.

Para la elaboración de las palomitas de maíz dulces o saladas se utilizan granos de maíz de un tipo especial (reventón o rosetero), que se colocan en una olla o recipiente y se tuestan hasta que la súbita expansión del contenido del grano que provoca la ruptura repentina de la cáscara, acompañada de una pequeña explosión y de la formación de una masa esponjosa de color blanco, fenómeno que se debe principalmente al sobrecalentamiento de la humedad interna y del almidón lechoso que forma el endospermo. ©Manuel Peinado Lorca. @mpeinadolorca.

Un poquito de ricino

 

En el siglo I d.C., en la época del emperador Nerón, el médico, farmacólogo y botánico de la Grecia romana Dioscórides escribió De Materia Medica, un tratado que alcanzó una amplia difusión y se convirtió en el principal manual de farmacopea durante toda la Edad Media y el Renacimiento.

Entre las casi 600 plantas medicinales incluidas en los cinco volúmenes de su tratado, Dioscórides describió una planta «con hojas de plátano» al que llamó croton, que en griego significa garrapata, «por la semejanza que tiene su simiente con aquel animal», cuya descripción incluye las propiedades terapéuticas de la planta:

«[tiene] el fruto en racimos ásperos, semejante, una vez mondado, al animal que es la garrapata; de él precisamente se exprime el llamado aceite ricino, incomestible, pero particularmente útil para candiles y emplastos. […]

Mondados, majados y bebidos como unos 30 granos [las semillas] en número, purgan vientre abajo flema bilis y agua; provocan también el vómito, aunque la purgación es muy desagradable y molesta, porque revuelve fuertemente el estómago. Majados y aplicados en forma de emplasto, extirpan el acné y las efélides. Las hojas, majadas y mezcladas con flor de harina, hacen cesar las hinchazones e inflamaciones de los ojos, así como las mamas hinchadas; aplicadas en forma de emplasto, solas o mezcladas con vinagre, extinguen las erisipelas».

El ricino (Ricinus communis) cuyo nombre tomó Linneo de ricinus (garrapata en latín), es una herbácea cosmopolita de gran tamaño que puede crecer varios metros en las tierras cálidas o en lugares muy abrigados de nuestras costas, sobre todo en Andalucía y Levante, pero las bajas temperaturas limitan su crecimiento, las heladas le son fatales y la planta muere todos los años en las tierras frías del interior de nuestro país.

Las hojas, alternas y de peciolo muy largo, son muy grandes, de nerviación palmeada con 5-9 lóbulos, de bordes irregularmente dentados. Las flores están dispuestas en grandes inflorescencias, erguidas, que, cuando jóvenes, emergen de una espata en los nudos entre el tallo y los pedúnculos de las hojas; en la parte inferior de las inflorescencias están las flores masculinas, con un cáliz de cinco piezas lanceoladas/triangulares y múltiples estambres soldados con forma de columna ramificada. Las flores femeninas se encuentran en la parte superior de la panícula y presentan un ovario rematado por un pistilo trifurcado, con papilas destinadas a captar el polen.

Las semillas son muy tóxicas por la presencia de una proteína, la albúmina llamada ricina, que también se encuentra en las hojas, aunque en concentraciones mucho más bajas. Basta la ingestión de unas pocas, masticadas o tragadas, para que se produzca un cuadro de intensa gastroenteritis con deshidratación; puede dañar gravemente el hígado y el riñón e incluso producir la muerte. Es una de las toxinas biológicas más potentes que se conocen. 

El fruto es globuloso, trilobulado, siempre cubierto por abundantes púas, que le dan un aspecto erizado; tiene tres cavidades, cada una con una semilla, grande y jaspeada, de superficie lisa y brillante, rematada por una excrecencia que contiene una toxina, la ricina. Al secarse los frutos, la cubierta espinosa se tensa progresivamente produciendo finalmente un efecto de catapulta que lanza la semilla a distancias superiores a los diez metros, la forma de esta planta para extenderse.

También pueden aparecer alteraciones oftalmológicas como irritación, conjuntivitis, miosis y midriasis. Pueden desarrollarse proteinuria, hematuria, insuficiencia renal y los niveles de creatinina en suero pueden verse incrementados. En casos graves puede dar lugar a la hemolisis de glóbulos rojos con insuficiencia renal aguda posterior. Se han dado casos de muerte debido a insuficiencia multiorgánica. La agonía puede durar hasta diez días, aunque lo normal es que si el paciente no ha muerto en tres o cinco días se recupere.

Al tratarse de una albúmina semejante a la producida normalmente por el hígado que al metabolizarse se descompone en aminoácidos, la ricina no deja rastro en los análisis bioquímicos de las víctimas y pasa desapercibida en los análisis forenses habituales, lo que la convierte en un veneno indetectable. Como dice Walter White en Breaking Bad, no hay ninguna prueba eficaz para confirmar el envenenamiento.

Los frutos del ricino son cápsulas erizadas (izquierda). Las semillas (derecha) se parecen a la garrapata (Ixodes ricinus) rodeada del rectángulo rojo.

El ricino es uno de los purgantes más enérgicos que se conocen desde tiempos inmemoriales. Las propiedades purgantes se deben a un aceite, el ricinoleico, que puede constituir hasta el 85% del contenido de las semillas. El prensado produce el aceite que se utiliza en la farmacopea, del que previamente, con un tratamiento a alta temperatura, se ha eliminado la ricina, cuya estructura molecular se descompone con el calor.

Una dosis típica del aceite que se expende en farmacias contiene entre 10 y 30 ml de aceite de ricino. De este, las enzimas del intestino liberan el ácido ricinoleico, que es el principio activo. La reacción se produce a las dos o cuatro horas de haber suministrado la dosis. El mecanismo de acción del principio activo es similar al de la toxina diftérica, es decir, es capaz de desactivar la síntesis proteica. El efecto se basa, por una parte, en la acumulación de agua en el intestino y, por otra, en la irritación de las mucosidades, que acelera el vaciado del sistema intestinal.

Como efecto secundario, se inhibe la asimilación de sodio y agua, además de las vitaminas lipofílicas del intestino. En dosis elevadas se pueden producir náuseas, vómitos, cólicos y diarrea aguda, lo cual ha hecho que este aceite haya sido usado como herramienta de castigo y tortura (sumado a su desagradable sabor).

Como este aceite es soluble en alcohol fuerte, la industria aprovecha esta cualidad para preparar colonias ricinadas, sobre todo para los que tienen el pelo áspero y reseco, porque al evaporarse el alcohol el aceite deja el cabello muy suave y brillante.

Los avances modernos es inmunología han abierto un interesantísimo campo para el empleo clínico del ricino en inmunoterapia. Como la ricina pertenece a la familia de las RIPs, un grupo de proteínas que inhiben la síntesis proteica puede usarse como inmunotoxina. Las inmunotoxinas son sustancias inmunitarias que están formadas por un anticuerpo unido a una toxina con capacidad citotóxica, es decir, de atacar a las células. La acción de estas sustancias se basa en que las células enfermas poseen en su superficie moléculas específicas que están ausentes o en menor proporción en las células sanas.

Con el desarrollo de la ingeniería genética se desarrollaron inmunotoxinas de primera generación, que han sido las más utilizadas por su eficiencia contra el SIDA y algunos tipos de cáncer como el de mama, colon y leucemia linfoblástica. Más tarde se desarrollaron inmunotoxinas de segunda generación en las que se pudo eliminar la toxicidad inespecífica de la ricina.

Una de ellas se comercializa en la actualidad con el nombre de Oncolisina, que ha demostrado su utilidad sobre algunos tipos de linfoma. El principal problema observado con el uso terapéutico de la ricina ha sido el derrame vascular basado en la destrucción de capilares sanguíneos de forma inespecífica, lo que puede provocar edemas.

Las propiedades tóxicas del ricino se han usado con fines bélicos y criminales, pero esa es otra historia que contaré en otra entrega: “El extraño caso del paraguas soviético”. ©Manuel Peinado Lorca. @mpeinadolorca.