Del dulce néctar, a la férrea sangre: cómo cambiaron de dieta los murciélagos

El murciélago platanero tiene a su primo cercano, el murciélago vampiro, quien, en vez de inclinarse por el dulce sabor del néctar, como el primero, busca el metálico sabor de la sangre. Y para solamente comer sangre o néctar se necesitan adaptaciones genéticas.

Texto de 14/07/20

El murciélago platanero tiene a su primo cercano, el murciélago vampiro, quien, en vez de inclinarse por el dulce sabor del néctar, como el primero, busca el metálico sabor de la sangre. Y para solamente comer sangre o néctar se necesitan adaptaciones genéticas.

“Cada que lo veo, pienso: ese murciélago quiere ser colibrí”, me cuenta Yocelyn Gutiérrez, refiriéndose al murciélago platanero. Yocelyn no sólo se refiere a que este murciélago, siendo mamífero, vuele, sino que —al igual que los colibrís— el murciélago platanero se alimenta exclusivamente de néctar. “Y tiene las adaptaciones para hacerlo”, continúa Yoss explicándome: “tiene un hocico muy alargado y ha perdido varios de sus dientes”.

En cuanto a dietas extremas, y adaptaciones a las mismas, los murciélagos se pintan solos. El murciélago platanero tiene a su primo cercano, el murciélago vampiro, quien, en vez de inclinarse por el dulce sabor del néctar, busca el metálico sabor de la sangre. Y para solamente comer sangre también se necesitan adaptaciones. Más cuando el ancestro de ambos comía insectos.

Tanto el murciélago platanero (Musonycteris harrisoni), como el vampiro (Desmodus rotundos) son muy cercanos evolutivamente; son parte del grupo de los filostómidos o murciélagos con nariz de hoja. Estos primos descienden de un ancestro común que vivió hace cerca de 30 millones de años. “Una de nuestras preguntas de investigación era justo esa”, me dice Yoss, hablándome de su proyecto de doctorado: “¿qué pasos se necesitan para que, dentro de un solo grupo de murciélagos, pasen de comer insectos a ser nectarívoros o frugívoros, o hematófagos?”. Si eres lo que comes, estos pasos son un gran cambio de identidad.

“¿Cómo obtener todos los nutrientes necesarios para un mamífero que es capaz de volar sólo a través de la sangre que consume?”

Desde un punto de vista fisiológico, un organismo tiene de dos: o hace su propia comida —como las plantas y algunas bacterias— o consume a otros organismos —o partes de ellos— para poder llevar acabo todas sus funciones. Las nutriólogas no mienten cuando te dicen que tu dieta debe ser balanceada: se necesitan azúcares —carbohidratos—, grasas —lípidos—, y proteínas para que un organismo funcione. Para un murciélago insectívoro —como el ancestro de todos los filostómidos— esto no suena tan complicado, finalmente los insectos son organismos completos en sí mismos, deberían de tener suficiente de cada uno de los componentes de una dieta balanceada para sobrevivir.

Para un vampiro la cosa es diferente: ¿cómo obtener todos los nutrientes necesarios para un mamífero que es capaz de volar sólo a través de la sangre que consume? La misma pregunta se hacen los nectarívoros. Las pistas para responder a estas preguntas están dentro del genoma de cada una de estas especies. Si el ADN contiene las instrucciones para hacer a un organismo, también incluye las instrucciones para mantenerlo. Todo el arsenal bioquímico necesario para transformar el néctar o la sangre en todos los demás alimentos debería estar codificado dentro de la doble hélice. Y Yocelyn lo sabía.

“Empezamos secuenciando el genoma de otro murciélago nectarívoro: Leptonycteris yerbabuenae, el murciélago magueyero”, me explica Yoss: “había un gran interés en mi laboratorio porque ya se había trabajado con evolución de magueyes”. Todos los murciélagos nectarívoros son magueyeros, obtienen el néctar únicamente de las flores de los magueyes, quienes han evolucionado para hacer un néctar con suficiente energía para mantener a un murciélago.

“En los murciélagos el microbioma intestinal juega un papel indispensable para mantener una dieta balanceada. Son las bacterias que viven en sus intestinos las que logran hacer la alquimia necesaria para darles los nutrientes faltantes.”

Así surgió todo el proyecto. “Empezamos queriendo saber cómo había evolucionado la nectarivoría, pero, para entenderla a fondo, teníamos que fijarnos en las adaptaciones y cambios de dieta de todo este grupo de murciélagos”, me explica Yocelyn. Para su fortuna, el genoma del vampiro ya estaba secuenciado (gracias a un proyecto en el cual participaron otros grupos de investigadores mexicanos), así que Yocelyn y sus colegas secuenciaron el genoma del murciélago magueyero y de otros cuatro murciélagos: un insectívoro —como el ancestro—, un frugívoro, y otros dos nectarívoros —entre ellos el del murciélago platanero.

“Primero nos fijamos en las adaptaciones generales, queríamos ver la imagen completa antes de entrar en los detalles”, narra Yoss. Los resultados de su análisis realizado por Yoss y sus colaboradores —publicados el pasado 6 de junio en la revista GigaScience— muestran dos adaptaciones importantes. La primera respecto al metabolismo de los murciélagos. De nuevo, son los únicos mamíferos que vuelan, lo cual hace que su metabolismo deba ser muy acelerado y eficiente y, a consecuencia de ello, los murciélagos se oxidan mucho. Esto no quiere decir que el agua les haga daño, sino que normalmente cuando nos referimos a que un metabolismo quema energía, en realidad, está llevando a cabo un proceso de oxidación a nivel intracelular. Todo exceso es un peligro, en este caso, demasiada oxidación conlleva daños al ADN. Y es una verdad universalmente conocida que cualquier organismo con oxidación excesiva debe de adaptarse para proteger su ADN. Esta primera adaptación hace justo eso, y toma la forma de varias duplicaciones en los genes de reparación de ADN, con las que los murciélagos buscan contrarrestar cualquier daño generado por toda la oxidación generada para poder volar.

La segunda adaptación va de la mano con la razón por la que los murciélagos han salido en las noticias este año. “Los murciélagos son reservorios de un montón de enfermedades”, dice Yocelyn. Aunque la mayoría de ellas no afectan al humano, sí pueden afectar a los propios murciélagos, así que su genoma contiene las instrucciones para tener un sistema inmune muy eficiente y extenso, que incluye un catálogo de casi todas estas enfermedades.

Cuando Yocelyn y sus colegas del Laboratorio de Evolución Molecular del Instituto de Ecología de la UNAM —guiados en este proyecto por el Dr. Luis Eguiarte— se enfocaron en el genoma del vampiro encontraron, además de las adaptaciones mencionadas arriba, otras que eran únicas de esta especie. Una de ellas es que poseen una gran cantidad de anticoagulantes. Si ya de por sí cualquier ser con sangre en las venas teme a los coágulos, un ser que se alimenta del líquido carmesí los debe temer aún más, ya que debe combatir los coagulantes generados por su presa al momento de morderla. Es por esto que los genes dedicados a evitar la coagulación se encuentran bajo una fuerte selección.

Daniel_Zamora, Lyerbabuenae
Daniel_Zamora, Lyerbabuenae 2

“Su estudio nos ha mostrado cómo, después de millones de años de estar comiendo lo mismo, los organismos se adaptan, cambian su metabolismo y sus genes para mantenerse sanos aun con dietas muy especializadas.”

Daniel_Zamora, Lnivalis
Jorge Ortega, Ajamaicensis

Otra adaptación única de los vampiros es una ruta metabólica para eliminar metales de manera muy eficiente. “La sangre es muy salina”, me dice Yocelyn: “y en estas sales hay varios metales que, en exceso, serían letales para el vampiro y es por ello que debe de desecharlos”.

Pero los murciélagos tienen, además, otro as bajo el ala. Varios de los nutrientes que necesitan, como algunas vitaminas, no los encuentran en suficiente cantidad en la sangre que consumen y —cómo muestra su análisis genómico— son incapaces de hacerlos por ellos mismos. El truco evolutivo al que recurren es tener alguien más que lo haga por ellos. En los murciélagos el microbioma intestinal juega un papel indispensable para mantener una dieta balanceada. Son las bacterias que viven en sus intestinos las que logran hacer la alquimia necesaria para darles los nutrientes faltantes. Esto fue comprobado por la investigación previa a la que hicieron Yocelyn y sus colegas.

Si esto realizaron los hematófagos, ¿qué trucos escondían los nectarívoros? En los genomas de las tres especies de murciélagos que visitan las flores de los agaves y magueyes, Yoss y sus colegas encontraron el equivalente metabólico a un libro de mil y un maneras de cocinar con azúcar. Y es que el néctar y el polen son casi exclusivamente carbohidratos. Su arsenal bioquímico consta de una red muy extensa de enzimas que realizan circo, maroma y oxidación para regular la insulina, construir aminoácidos para hacer proteínas a partir del polen y guardar, celosamente, los pocos lípidos que encuentran.

Además de cuidar estos puntos, el metabolismo de los murciélagos nectarívoros debe tener energía disponible en todo momento. “Estos murciélagos”, me explica Yocelyn, “comparten otra característica más con los colibrís, y es el vuelo de revoloteo, el que hacen cuando se están alimentando; este vuelo gasta muchísima energía”. Cerca del 70% de la energía que consumen estos murciélagos está dedicada exclusivamente al vuelo, que, si bien no es un porcentaje tan alto como el de los colibrís (90%), sí es mucho mayor que el de otros mamíferos. Por ejemplo: atletas humanos de alto rendimiento gastan cerca del 30% de su energía consumida total en el ejercicio.

Yocelyn Gutiérrez continuará estudiando a los murciélagos —y también a los colibrís— bajo la misma premisa: eres lo que comes. Su estudio nos ha mostrado cómo, después de millones de años de estar comiendo lo mismo, los organismos se adaptan, cambian su metabolismo y sus genes para mantenerse sanos aun con dietas muy especializadas. Van cambiando su identidad biológica y, sí, los gustos sibaritas de ciertos organismos pueden generar nuevas especies. Mientras, yo agradezco a mis ancestros su omnivoría y el poder disfrutar de tantos colores, olores, y texturas cada que voy a un mercado. EP

Referencias:

Yocelyn T Gutiérrez-Guerrero, Enrique Ibarra-Laclette, Carlos Martínez del Río, Josué Barrera-Redondo, Eria A Rebollar, Jorge Ortega, Livia León-Paniagua, Araxi Urrutia, Erika Aguirre-Planter, Luis E Eguiarte, Genomic consequences of dietary diversification and parallel evolution due to nectarivory in leaf-nosed bats, GigaScience, Volume 9, Issue 6, June 2020, giaa059, https://doi.org/10.1093/gigascience/giaa059

Zepeda Mendoza, M.L., Xiong, Z., Escalera-Zamudio, M. et al. Hologenomic adaptations underlying the evolution of sanguivory in the common vampire bat. Nat Ecol Evol 2, 659–668 (2018). https://doi.org/10.1038/s41559-018-0476-8 

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