Correlaciones III: aves y patógenos

Ya queda bastante claro que las correlaciones nos pueden conducir a conclusiones erróneas si no se consideran con cautela. No obstante, en numerosas ocasiones, no tenemos otras herramientas con las que testar nuestras hipótesis. Pero aunque parezca un problema que pudiera resultar casi ajeno al mundo científico, que todos somos conscientes de sus limitaciones, aún lo podemos considerar un debate candente. Un claro ejemplo de ello lo tenemos en un interesante artículo sobre los efectos en la condición corporal (medido como el peso de los individuos) de la infección por virus de baja patogenicidad de gripe aviara en el ánade azulón. Para ponernos en situación convendría decir que los estudios de este tipo de infecciones en condiciones naturales son escasos posiblemente debido a las tremendas dificultades (incluyendo los elevados costes de los análisis) para poderlos llevar a cabo. En condiciones naturales se considera que estos patos sufren escasos costes fisiológicos por estas infecciones de manera que transcurren prácticamente de manera asintomática. Esta visión se generaliza cuando no se es consciente de que en la mayoría de los casos, no se consideran los costes de las infecciones en condiciones naturales donde los animales sufren las inclemencias del tiempo, escasez de alimentos, riesgo de depredación o la infección por otros muchos patógenos no considerados. Volviendo al estudio en cuestión, el equipo de investigación puso de manifiesto una interesante asociación negativa entre la infección por estos virus y el peso corporal de las aves. No obstante, rápidamente otros investigadores reflejaron que la relación entre ambas variables no tenía porque ser causal y podría ser precisamente la inversa a la discutida en el artículo. Sin entrar en consideraciones sobre si los autores eran o no conscientes de la incapacidad de otorgar la causalidad de la relación (de lo cual, estoy convencido que los autores conocían), el interés de reflejar este estudio aquí no es otro que dar otro claro ejemplo de cómo la relación entre dos variables en la naturaleza puede tener una direccionalidad o precisamente la contraria. En el caso del ejemplo, y como reflejaban los autores en su réplica, las aves infectadas podrían tener una peor condición corporal debido a la infección o, al contrario, debido a una peor condición corporal (un menor peso podría relacionarse con una peor condición inmunitaria) podría haber aumentado la susceptibilidad de las aves a la infección.

Otro ejemplo similar lo podemos encontrar en la relación entre los costes de la inversión parental y el estado de salud de las aves. Por un lado existen trabajos que ponen de manifiesto que un incremento en el esfuerzo reproductor (por ejemplo, incrementando el número de huevos, criando más polluelos, aumentando la tasa de cebas…) causa inmuno-supresión en las aves, favoreciendo la capacidad de sufrir la infección por patógenos. Al contrario, cuando un ave sufre la infección por un patógeno, los costes para soportar la infección se asocian con un descenso en la inversión parental. De este modo, un estudio correlativo podría encontrar que un ave sufriendo una elevada tasa de infección por patógenos tiene un bajo esfuerzo parental (costes de la infección) o, por el contrario, ser el resultado de un incremento en el esfuerzo parental.

Son muchos los mecanismos que tiene la ciencia para solventar estos problemas. El primero de ellos, se basan en la cantidad de evidencias que soporten cada conclusión y la capacidad para replicar los estudios (estudios desarrollados en diferentes poblaciones, múltiples modelos animales, elevados tamaños muestrales,…). Por otro lado, tenemos la capacidad, aunque no siempre, para desarrollar estudios experimentales en los que mediante la manipulación del factor a estudiar se posibilita la identificación de la direccionalidad de la asociación. En el caso de estudio, una herramienta podría ser la medicación de las aves o la infección de las mismas con aislados del virus. No obstante, siempre tenemos que considerar el ámbito ético (¿podemos incrementar la mortalidad de las aves con el tratamiento? ¿podemos expandir un patógeno en la naturaleza?) o la posibilidad de realizar estos estudios (póngase el ejemplo del cambio climático en la dinámica de las poblaciones animales a gran escala). En conclusión, los estudios correlativos también son una herramienta fundamental en los estudios en condiciones naturales, siendo siempre conscientes de las limitaciones que plantea.

Sobre algunos de los estudios tratados y el debate entre los autores:

Latorre-Margalef N. et al. 2009. Effects of influenza A virus infection on migrating mallard ducks. Proc. R. Soc. B. 276, 1029–1036.

Paul L. Flint and J. Christian Franson. 2009. Does influenza A affect body condition of wild mallard ducks, or vice versa? Proc. R. Soc. B 276, 2345-2346.

Latorre-Margalef N. et al. 2009. Does influenza A affect body condition of wild mallard ducks, or vice versa? A reply to Flint and Franson. Proc R Soc B 276:2347-2349.

Entre fogones

Aunque rozamos ya el final de las nevadas y los tiempos de intenso frío, aún estamos a tiempo de comernos un majar propio de nuestras tierras, unos buenos judiones de la Granja o unas maravillosas fabes asturianas (cada cual que elija el caldo con que regarlas, pero un buen Ribera del Duero o una sidrita creo que son buenas opciones para cada uno de ellos). Sí, ya sé que esta manera de empezar un post no es la más ortodoxa, y menos aún, cuando se trata de unas comidas que acarrean un serio peligro olfativo posterior para nuestra compañía. Pero ¿quien puede resistirse a estos manjares?

No es de extrañar que a estas alturas, queridos lectores, penséis que estamos rozando la locura, al tratar temas gastronómicos en nuestro portal. La razón es bastante sencilla. Existe una conexión entre las judías y la malaria, y por descartar posibles opciones que os vengan a la cabeza, no es por eso del origen del término “malaria” como “mal aire”.

En la actualidad, existe un patrón de distribución curioso de una enfermedad conocida como la anemia falciforme. Esta enfermedad de origen genético, por simplificar diremos que, produce una anormalidad de los eritrocitos (glóbulos rojos) en las personas que lo sufren, lo que desencadena una deficiencia en su respiración. Pero, como otras muchas cosas no todo es malo, ya que esta enfermedad hace que los individuos que la sufren disminuyan su probabilidad de ser infectados por malaria. Ante este evaluación de costes/beneficios, no es de extrañar que donde existe malaria, existe una mayor abundancia de personas con esta enfermedad. La razón simplemente es que la malaria, una de las primeras causas de muerte en aquellas zonas donde es endémica, encuentra mayores facilidades para infectar aquellos individuos sin anemia falciforme. Y el resultado final, es un marcado solapamiento entre la ocurrencia de esta enfermedad y las zonas endémicas (o endémicas hasta épocas recientes) de malaria.

Pero volviendo al tema de nuestros orígenes de esta entrada, existen personas que no sólo sufren de los “costes” frecuentes de la ingestión de las habas, sino que tienen un problema añadido, padecen de favismo. Aunque pudiera resultar algo extraño no lo es, ya que existen cerca de 400 millones de personas que sufren esta enfermedad. El favismo es una deficiencia enzimática heredada de la síntesis de G6PD (Glucosa-6-fosfato deshidrogenasa). Esta enzima es una herramienta de defensa de los glóbulos rojos frente a los radicales libres, curiosamente unos “elementos” que se liberan en gran medida con el consumo de las habas. De este modo, los eritrocitos de aquellas personas con favismo, sufren por un consumo excesivo de habas. No obstante, lo curioso del tema va más allá y es que la deficiencia de la enzima G6PD supone un cierto impedimento para los parásitos de la malaria para infectar los glóbulos rojos. Esto hace que, como en el caso de la anemia falciforme, el favismo, presente una mayor frecuencia en aquellas áreas endémicas de malaria. Pero lo curioso del tema va más allá, y es que las habas, al liberar esos radicales libres en el torrente circulatorio de aquellos que las consumen, hacen que los eritrocitos de aquellas personas que no presentan favismo, sean un lugar menos propicio para ser infectados por malaria, suponiendo, a la postre, una cierta ventaja frente a la infección por este parásito mortal.

Así que ya lo saben, ante situaciones de riesgo, aparte de la profilaxis, siempre viene bien tomarse unas buenas judias y al terminar, un gin-tonic, por aquello de que la tónica tiene quinina…

Para saber más es muy recomendable la lectura de: Moalem y Prince. 2007. La ley del más débil. Ed. Ariel.

Herpetología y malaria aviar, respectivamente

Para muchos puede que sea tarde, pero al enterarme hoy de la noticia me parece oportuno señalarlo aquí, por si alguien se anima en el último momento. Durante los días 15 y 18 de este mes de Octubre se celebrará en Coimbra (Portugal) el congreso Luso-Español de herpetología. Los amantes de los anfibios y los reptiles seguro que tienen allí la oportunidad de conocer más sobre estas especies que les interesan. Para más información, ver.

Por otro lado, aprovechando la cercanía con Portugal, me gustaría indicar que el próximo mes de Noviembre se celebrará en Badajoz un interesante Workshop sobre malaria aviar. Más información en la página web oficial o en el blog del bichólogo errante (desde aquí un saludo a su creador, al que recientemente tuve el placer de poner rostro).

Empujón en la labor científica de países pobres

La distribución de los recursos no es homogénea. Esta obviedad, de la que cualquiera es consciente, se pone de manifiesto en todos los ámbitos. Los países más pobres son los que sufren con mayor frecuencia el impacto de severas enfermedades, que a su vez dificultan en gran medida su propio desarrollo incrementando las pérdidas personales y materiales.

Un caso ejemplar es el de la malaria en África. Estos países son los principales afectados por la enfermedad, pero el estudio in situ por parte de ellos mismos es tremendamente dificultoso por la falta de recursos. Al respecto, hoy en la prensa aparece un artículo referido a la ONG Adéquation Germany, una organización que intenta remediar en la medida de lo posible la falta de recursos para la investigación biomédica en países pobres. El sistema consiste básicamente en la reutilización de material de investigación anticuado. Lo que aquí puede ser obsoleto, puede ser de gran utilidad en otros países.

En los últimos años, estamos siendo testigos de importantes cambios sociales que centran su atención en el desarrollo de la investigación sobre enfermedades que afectan principalmente a países pobres. El sida o la malaria son grandes ejemplos de ello. La labor de estas organizaciones está siendo reconocida por todos, recibiendo premios como el Príncipe de Asturias. Recientemente, diferentes centros ubicados en Tanzania, Mali, Mozambique y Ghana han sido galardonados con este premio por su lucha para romper la relación entre la enfermedad de la malaria y la pobreza. Con anterioridad, la Fundación Bill y Melinda Gates también recibió este premio por su objetivo en alcanzar la igualdad en el acceso a la salud y la educación en todo el mundo (no sin polémica)

Además de la falta de material que afecta a estos países, otro gran problema es la falta de personal debidamente formado. La fuga de cerebros debe afectar significativamente a estos países. Por ello, la labor que desarrollan estos centros citados en la formación de personal local para la investigación biomédica debe ser especialmente meritorio. Conjuntamente con ello, la donación de material desde centros de países desarrollados, puede suponer un impulso más hacia el desarrollo científico en estos países más pobres. El acceso a las publicaciones científicas (y el papel del libre acceso) y de los programas informáticos de libre distribución debe ir de la mano de estos proyectos.

Helmintología en Lima, Perú

Nos informan de la primera edición del congreso Peruano de Helmintología e Invertebrados Afines, "Nuevos enfoques en Helmintología Neotropical" que se desarrollará en la ciudad de Lima, Perú, entre el 30 de Octubre y el 1 de Noviembre de este año. Este congreso, organizado por la Asociación Peruana de Helmintología e Invertebrados Afines (APHIA), se presenta como una oportunidad para asistir a conferencias magistrales, mesas redondas, sesiones orales y presentaciones de posters que desarrollen distintas temáticas concernientes al desarrollo de la investigación en helmintología y algunos otros invertebrados como acelomados, pseudocelomados, anélidos y pentastómidos con énfasis en la región neotropical. Para más información ver.

El mito de la reducción de la virulencia

Tradicionalmente se pensaba (y se piensa) que el parasitismo tiene que tender hacia un estado de comensalismo o de mutualismo mediante la reducción de la virulencia, entendiendo por virulencia el daño que genera el parásito en el hospedador y las respuestas que éste se ve obligado a emplear para defenderse de esos daños. La idea no es descabellada y desde luego ha tenido un calado clásico en el mundo de la parasitología. Según esto, aquellos parásitos y hospedadores que han compartido una historia vital más larga tendrían un nivel de virulencia menor que aquellos con relaciones surgidas más recientemente. El razonamiento sobre el que se sustenta esta idea es que al parásito le interesaría mantener vivo a su hospedador pues es su sustento, el medio del que obtiene todos sus recursos (alimento,…). Para muchos, las parasitemias crónicas que se encuentran en la naturaleza, que no producen daños severos aparentes son una prueba de ello. ¿Pero esto es real?

En primer lugar, habría que señalar que la percepción de la existencia de parasitemias crónicas en organismos que no producen un coste elevado son en muchos casos meras percepciones basadas en la falta de estudios más profundos. Así, por ejemplo, en un modelo clásico de estudio de laboratorio basado en la interacción entre roedores y Trichinella la sensación es que los hospedadores apenas sufren costes por su infección, a pesar de que estudios más detallados demuestran un cambio metabólico significativo en los individuos infectados asociado a la respuesta inmune (1). Otro ejemplo, en este caso en estado silvestre, demuestra que las infecciones crónicas por parásitos sanguíneos en aves paseriformes representan un coste elevado en términos reproductivos y de salud de sus hospedadores (2,3). A priori, viendo el estado de un ave infectada capaz de reproducirse y cebar adecuadamente a sus polluelos uno podría pensar que el daño asociado a esa parasitosis no es tan elevado, pero la reducción experimental de su intensidad de infección demuestra precisamente lo contrario. Por tanto, aunque en apariencia el coste de la infección pudiera considerarse reducido o nulo habría que realizar estudios desde diferentes prismas para descartar efectivamente todas esas posibilidades.

Por otro lado, diferentes estudios ponen de manifiesto que la evolución de la interacción no tiene porque tender siempre hacia la reducción de la virulencia, sino que esa circunstancia es tremendamente dependiente de factores como la capacidad de dispersión del parásito, el modo de transmisión o la abundancia de hospedadores. Lógicamente, cuando las posibilidades de transmisión son altas se favorecerá una infección en la que los parásitos aumenten rápidamente su abundancia, aunque esto implique una disminución en la longevidad de su hospedador. Pongamos un ejemplo, en el caso de la malaria, al parásito le interesa aumentar su abundancia en sangre si con ello consigue aumentar sus posibilidades de ser ingerido por un vector y transmitido a otro hospedador (ver, ver), a pesar de que produzca la muerte de su primer hospedador. Más aún, dado que no requiere una implicación directa de su hospedador para ser transmitido sino que su ciclo requiriere de la intervención de un insecto hematófago volador, cualquier mecanismo que facilite que el individuo sea picado por los vectores parece una buena estrategia para incrementar su transmisión y postrar al hospedador en la cama, sin posibilidad para moverse (presa fácil de vectores) parece un medio adecuado para ello. En el caso contrario, en infecciones en las que la posibilidad de ser propagación es reducida, por la necesidad de contacto directo entre hospedadores u otras barreras que dificulten su transmisión, sería más estable el que los parásitos presentasen un nivel de virulencia más reducido que permitiese una larga vida del hospedador y no redujese gravemente su capacidad para distribuir los parásitos.

En conclusión, la idea arcaica de la tendencia hacia la bondad, en la naturaleza, no es una regla general.

Este artículo surge de las ideas presentadas en la conferencia que anunciamos aquí.

(1) Martínez et al. 2004. Physiological responses to Trichinella spiralis infection in Wistar rats: Is immune response costly? Helminthologia 41: 67-71.

(2) Merino et al. 2000. Are avian blood parasites pathogenic in the wild? A medication experiment in blue tits. P. R. Soc. London B 267: 2507-2510.

(3) Marzal et al. 2005. Malarial parasites decrease reproductive success: An experimental study an a passerine bird. Oecologia, 142: 541-545.

Anuncio conferencia sobre parasitismo

Mirando patrones biológicos a otra escala

La biología es una rama del conocimiento tan amplia que permite el estudio de seres y procesos desde un nivel microscópico al macroscópico. En la mayoría de los casos, nosotros aquí nos hemos centrado en el primero y ya va siendo hora de echar un ojo a una escala mayor. Y es que al igual que nos encontramos con leyes que rigen el comportamiento de las células o los organismos de menor tamaño, a un nivel macro-ecológico también podemos destacar la presencia de ciertos condicionantes que determinan a la postre el patrón que nos encontramos, en este caso, a nivel, incluso, planetario. Así, por ejemplo, uno de los patrones más estudiados en ecología es el que afecta a las islas. En ellas, de modo general, observamos una diversidad de especies menor a la observada en el continente y ésta además, muestra una considerable relación con la distancia que separa dicha isla de su continente. En una situación de creación de nuevas islas, aquellas que se encuentren más alejadas del continente (fuente suministradora de especies) serán colonizadas con mayor dificultad que aquellas más cercanas. No es difícil pensar en las dificultades que van a tener animales como los reptiles para poder superar barreras como una mancha de agua salada en su recorrido desde el continente a la isla.

Del mismo modo, el tamaño de las islas también será un determinante de la cantidad de especies que esta podrá soportar. Aquellas islas más grandes, a priori, serían aquellas que presentarían una mayor diversidad de hábitat o recursos diferentes y por tanto, una mayor diversidad de especies. Estos laboratorios naturales han sido un medio en el que estudiar un patrón que nos estamos encontrando cada día con mayor frecuencia en el continente, las manchas de bosque. En muchos casos, nuestros bosques se limitan a ser meras manchas de árboles, aislados unos de otros. De este modo, la comunicación directa entre ellos se hace imposible, algo parecido a lo que ocurre entre las islas de un archipiélago. El resultado son islas de árboles separados por mares de tierra descubierta, condicionando del mismo modo que ocurre en las islas, el tipo y la cantidad de especies e individuos que estas manchas de árboles son capaces de soportar. Lógicamente esto tiene severas implicaciones en el campo de la conservación, pues sólo los bosques de mayor tamaño son susceptibles de soportar la presencia de grandes depredadores como el oso o una mayor riqueza de especies. Pero como casi todo, esto también tiene sus soluciones, aunque sólo sean parciales, que consisten en la creación de corredores o pasillos de bosque que permitan el movimiento de las especies entre las manchas aisladas.

Pero mi intención aquí también es presentar un patrón natural observado a una mayor escala, el gradiente latitudinal en la riqueza y abundancia de especies. Típicamente, en esta clase de estudios, como en los casos anteriores, se han empleado como modelos vertebrados de relativo gran tamaño que facilita su estudio. Pero, ¿esto también se cumple en el caso de organismos mucho más pequeños y de un tipo de vida tan particular como los parásitos sanguíneos? La respuesta, como no podía ser de otro modo, parece ser afirmativa. Así, en un primer estudio (1), los investigadores encontraron claras evidencias de la existencia de estos patrones en poblaciones parásitas de humanos (1), viendo una disminución en el número de parásitos a mayores latitudes en ambos hemisferios (recordemos que la latitud crece desde el ecuador hacia los polos). Pero recientemente, un estudio en aves forestales silvestres ha presentado nuevas evidencias al respecto (2). Según este estudio desarrollado en diferentes localidades de Chile, un país considerablemente largo, los investigadores han muestreado diferentes localidades entre los 33º S hasta los 55º S de latitud, incluyendo poblaciones forestales de los bosques más cercanos al polo Sur que se conocen. Según los resultados de este estudio, la prevalencia de infección (que los individuos, en este caso las aves, estuviesen o no infectadas) por parásitos del género Haemoproteus y Plasmodium presentaba una relación negativa con la latitud, es decir, cuanto más al sur se muestreaban las aves, la probabilidad de encontrar individuos infectados por estas especies parásitas disminuía. Estos resultados encajarían con las hipótesis de partida pues, si la cantidad de especies y sus abundancias se reduce hacia los polos, cuanto más al sur se muestreasen las aves previsiblemente menos infectadas estarían. Aún así, el patrón contrario se observó para otro género parásito, Leucocytozoon, a pesar de que este género se encuentra estrechamente emparentado con los otros dos citados anteriormente. La razón de estas diferencias parece encontrarse en los vectores, los cuales son diferentes en el caso de los tres géneros parásitos. Según esto, los diferentes requerimientos ambientales que presentan los insectos vectores que transmiten cada uno de estos parásitos probablemente esté condicionando estas diferencias. De este modo, a pesar que ciertas particularidades como los requerimientos vitales de ciertos vectores pudieran afectar a la existencia de estos patrones macro-ecológicos, en general, podemos encontramos leyes globales que respondan a la distribución y abundancia de los organismos en el planeta.

Bibliografía:

(1) Guernier et al. 2004. PLoS Biology 2: 740–746.
(2) Merino et al. 2008. Austral Ecology 33: 329-340.

Antes hemos escrito sobre vectores aquí y sobre estos parásitos aquí.

Coprolitos entre manos

Aunque en un primer momento pensé en un título más al estilo de un titular (algo así como “con la manos en la mierda, fósil”), he intentado darle un enfoque más recatado. Y es que recientemente he encontrado diferentes estudios que aun tratando temas dispares, tienen un argumento común, los coprolitos.

Los coprolitos son unos restos fósiles interesantísimos que ofrecen una fuente increíble sobre la que estudiar patrones de dieta de poblaciones animales (incluidas las humanas) del pasado. Recientemente en la revista Science (y su eco en múltiples medios de comunicación) encontramos un estudio que estudiando coprolitos humanos ha permitido situar las primeras poblaciones humanas en el continente americanos muchos años antes, más de mil, de lo que se pensaba anteriormente. Además, los investigadores han podido obtener muestras de ADN de esas heces con las han caracterizado genéticamente a sus creadores. No deja de ser sorprendente la capacidad de los investigadores para obtener material genético de restos fósiles como estos, aunque en esta línea también se pueden citar los avances genéticos sobre restos fósiles, por ejemplo, en neandertales (ver).

Por otro lado, coprolitos humanos también de origen americano han sido la fuente en la que los investigadores han desarrollado un estudio parasitológico. Sí, ¿sorprendente verdad? Estos investigadores detallan el hallazgo de una garrapata en heces previsiblemente humanas vinculadas a la cultura Anasazi. Según se detalla en el artículo, estos parásitos no se habían citado en estudios previos sobre el tema. Además, aunque los artrópodos parásitos se encontran en escasas ocasiones en coprolitos según detallan los autores, otros ectoparásitos (como piojos) sí se habían encontrado con anterioridad en coprolitos humanos. Estos resultados, permitieron describir la posibilidad de que los humanos de poblaciones ancestrales comiesen estos ectoparásitos como un mecanismo de control de parasitario, algo que por otra parte parece plausible a la vista de los ejemplos con diferentes animales que todos estamos familiarizados de encontrar en los documentales. Además, según se detalla en el estudio, la aparición de estos ectoparásitos en heces, arroja la posibilidad de que aquellas poblaciones sufrieran los efectos de los ectoparásitos y de las enfermedades que estos son capaces de transmitir. Futuros estudios genéticos de estos parásitos encontrados en los coprolitos podrían permitir encontrar los parentescos que guardan con poblaciones de parásitos actuales o quizás, posibles infecciones por endoparásitos, lo que permitiría arrojar mucha luz sobre su papel como vectores de enfermedades en las poblaciones humanas del pasado.

Desde luego, algo que a priori pudiéramos pensar que carece de valor, desde luego, puede arrojar mucha luz sobre el conocimiento. Muchos estudios con coprolitos han servido como mecanismo para conocer la dieta de sus autores, pero estos nuevos enfoques pueden dar un nuevo giro para sacarles, si cabe, aún más partido. Ya no vale eso de “esto es un mierda” para definir algo sin valor, ya no.

Bibliografía:
Thomas et al. 2008. DNA from Pre-Clovis Human Coprolites in Oregon, North America. Science.
Johnson et al. 2008. A Tick From a Prehistoric Arizona Coprolite. Journal of Parasitology.

Nota: la ausencia de fotografía responde a la ausencia de fotos de aspecto "agradable" encontradas hasta el momento en relación al tema tratado.

A los pájaros no les da igual cualquier casa

Multitud de estudios en el ámbito de la ecología evolutiva utilizan las aves como modelo de estudio. Las aves son unos animales relativamente fáciles de manipular en estado silvestre y aceptan ocupar los nidales artificiales que les sean suministrados. Esto hace que en muchos casos, los investigadores colocan cajas nido para aumentar la disponibilidad de lugares de cría para estas especies y así aumentar la disponibilidad de aves (parejas y polluelos) para sus estudios. Pero, las cajas nido no sólo se emplean en este contexto, también son muchos los aficionados a la ornitología que colocan estos nidales en sus jardines para poder observar, de cerca, sus preciadas aves. Por otro lado, la colocación de cajas nido ha sido un mecanismo muy utilizado en los planes de gestión ambiental, como un medio por el que conseguir aumentar la población de aves insectívoras forestales, las cuales, son beneficiosas para los intereses del hombre al depredar diferentes especies de insectos considerados plagas (1).

De manera general, las cajas nidos más utilizadas, principalmente debido a su coste, son las clásicas cajas tipo párido construidas en madera. El problema de estas cajas es su vulnerabilidad a la intemperie, lo que conduce a su gran deterioro en pocos años. Además, de no hacerse un seguimiento conciso de las cajas, año tras año estas acumulan material procedente de los nidos de las aves. Este material, además de aumentar el peso de la caja y favorecer su deterioro también representa un perjuicio para las propias aves reproductoras. En este contexto, se ha visto que los herrerillos que ocupaban cajas con nidos antiguos se veían afectados en su masa corporal y en el éxito reproductor, debido principalmente a las mayores abundancias de ectoparásitos presentes en estos nidos (2). Esto apoya el hecho de que la colocación de nidales artificiales tiene que ir acompañado de un seguimiento y mantenimiento de los mismos, con el fin de no perjudicar a las poblaciones que los ocupen.

Por otro lado, estudios más recientes, como el que puede encontrarse en el número del mes de Abril de la revista Quercus (3), ponen de manifiesto que otros modelos de cajas nido podrían resultar más beneficiosos para las aves que los clásicos modelos de madera. En el estudio citado, los autores relatan que las cajas nido construídas con la mezcla de cemento y serrín ofrecen a las aves una mayor protección frente a depredadores (como los pico picapinos los cuales rompen con facilidad las cajas de madera y devoran a los polluelos) y suponen una mejor defensa térmica (a las condiciones ambientales en el exterior de la caja) frente a las cajas de madera. Esto, unido a factores que explicaremos un poco más adelante, desencadena en la mayor preferencia de las aves por utilizar nidales construidos con esa mezcla de cemento y serrín que por los modelos clásicos construídos en madera. Además, este estudio desarrollado principalmente con gorrión molinero, pone de manifiesto que las parejas que utilizaron nidales de cemento y serrín iniciaron antes la puesta de sus huevos y los incubaron durante un periodo de tiempo más reducido hasta que se produjo la eclosión. Dados los enormes costes que suponen la incubación de los huevos de las aves, máxime cuando las condiciones ambientales no son propicias (ver al respecto 4, como un magnífico ejemplo de comportamiento en aves) estos nidales podrían ofrecer un mejor sustento para la conservación de las poblaciones de aves en peligro.

(1). Sanz, J.J. Cajas-nido para aves insectívoras forestales. Colección Naturaleza y Medio Ambiente. Caja Segovia.

(2). Tomás et al. 2007. Consequences of nest reuse on parasite burden and female health and condition in blue tits (Cyanistes caeruleus). Animal Behaviour, 73: 805-814.

(3). García-Navas et al. 2008. Preferencias del gorrión molinero ante dos modelos de cajas-nido. Quercus 266: 14-21.

(4). Lobato et al. 2006. Maternal clutch reduction in the pied flycatcher: an undescribed clutch size adjustment mechanism. J. Avian Biology 37: 637-641.

¿Parásitos más grandes en hospedadores mayores? La regla de Harrison en piojos y aves.

Los piojos son parásitos de multitud de vertebrados que presentan importantes adaptaciones a la vida en sus hospedadores y más concretamente a diferentes partes de su cuerpo. De este modo, a modo de ejemplo, podemos encontrar especies que se caracterizan por vivir en las alas de las aves mientras que otras viven en las plumas del cuerpo. En el estudio de estos organismos destaca la figura de Dayl H. Clayton, investigador que desarrolla su carrera desde hace muchos años abordando diferentes problemas de la ecología del parasitismo utilizando como modelos piojos y palomas principalmente. Recientemente, este investigador y sus colaboradores testaron una interesante hipótesis conocida como la regla de Harrison. Según esta regla, el tamaño corporal de los parásitos que parasitan especies de mayor tamaño son mayores que aquellos que parasitan especies hospedadoras de tallas más pequeñas (citando textualmente “In general, when a genus is well distributed over a considerable number of nearly related hosts, the size of the parasite is roughly proportional to the size of the hosts”. Harrison 1915, p. 96).

En un primer estudio interespecífico estos investigadores encontraron que el patrón predicho por Harrison se cumplía perfectamente para el caso de los piojos de las alas, pero no así en el caso de los piojos de las plumas corporales. Además estos autores encontraron que mientras que las especies de piojos de las alas incrementaban su tamaño a medida que lo hacía el tamaño de la pluma del ala de la especie hospedadora, este no era el caso de los piojos del cuerpo, lo que sugiere una gran adaptación del parásito a las plumas del ala y no a las del cuerpo. La explicación que se aportó para todo esto es que las diferentes especies de piojos del cuerpo utilizan diferentes microhábitats dentro de las plumas del cuerpo. Posteriormente, los autores continuaron poniendo a prueba la regla de Harrison utilizando sus modelos más característicos, palomas como especies hospedadoras y piojos (de alas y cuerpo) como parásitos. En esta ocasión, los investigadores realizaron un experimento en el que trasferían piojos característicos de unas especies de palomas de gran tamaño a otras especies de tamaños consecutivamente más reducidos. Además, este experimento se realizó en dirección contraria, es decir, piojos de especies de pequeño tamaño hasta palomas cada vez más grandes. Ellos observaron que los piojos no sobrevivían cuando se les transferían desde especies más grandes a más pequeñas, salvo que a las palomas se les impidiese desarrollar su comportamiento de limpieza de parásitos. En el experimento en sentido ascendente comprobaron que en ningún caso, evitando o no el acicalado, las especies parásitas pudieron sobrevivir. Aunque en un primer momento pudiera pensarse que la imposibilidad de parásitos pequeños para sujetarse en plumas más grandes pudiera ser la respuesta a esto último, los investigadores sugieren que la imposibilidad de reproducción en los hospedadores de mayor tamaño es la principal clave de este enigma. Según ellos, la posibilidad de encontrar emparejamientos debe aumentar en los hospedadores de menor tamaño debido a una mayor facilidad para detectar en ellos las señales químicas que utilizan los piojos para localizar a sus potenciales parejas. Conjuntamente estos estudios arrojan importantes evidencias sobre la interacción entre ectoparásitos y hospedadores, con implicaciones en la coevolución de estos organismos a diferentes escalas evolutivas. No se si será muy posible este ejemplo, pero a modo ilustrativo, imaginaros una garrapata de elefante en el cuerpo de una musaraña y al contrario, ¿no parece muy lógico verdad?

Harrison, L. 1915. Mallophaga from Apteryx, and their significance; with a note on the genus Rallicola. Parasitology 8:88–100.

Johnson, K.P., S.E. Bush and D. H. Clayton. 2005. Correlated evolution of host and parasite body size: Tests of Harrison's Rule using birds and lice. Evolution 59:1744-1753.

Bush, S.E. and D.H. Clayton. 2006. The role of body size in host specificity: Reciprocal transfer experiments with feather lice. Evolution 60:2158-2167.

Cariño ¿por qué me traes flores a casa?

Hasta la fecha hemos venido hablando en numerosas ocasiones de los efectos negativos que ejercen los parásitos sobre sus hospedadores (1, 2, 3). Concretamente, los ectoparásitos que conviven en los nidos de aves, producen en ellas efectos perjudiciales tales como reducción de su crecimiento o incluso, reducción de su supervivencia. Entre múltiples comportamientos antiparasitarios por parte de las aves para evitar estos costes podríamos citar la inclusión de plantas verdes en sus nidales, las cuales, podrían favorecer a las aves en su interacción con los ectoparásitos por, al menos, dos vías diferentes, reduciendo la carga parasitaria (por las propiedades insecticidas de algunas de las plantas que incorporan a los nidales) o por su efecto activador (inmunomodulador) sobre la respuesta inmunitaria de las aves.

Pero, en los últimos años, otras hipótesis han sido planteadas igualmente para explicar el comportamiento de incorporación de plantas verdes a los nidales de aves. Al respecto, diferentes estudios desarrollados en el estornino común (Sturnus unicolor), han hecho replantearse otras posibilidades a los investigadores. Así, surgió el planteamiento de que en esta especie, el comportamiento de introducir plantas al nido podría estar jugando un papel importante en la selección sexual de esta especie. Varias evidencias parecen apoyar esta posibilidad, por un lado son sólo los machos los que aportan este material al nido, mientras que las hembras parecen esforzarse más en sacarlo de los nidales. De ser un material antiparasitario, parecería lógico que la hembra aportase material al nido al igual que lo hace el macho, en vez de esforzase por sacarlo de los nidos. Además, el aporte del material se produce principalmente en el periodo anterior a la aparición de los polluelos en el nido (cuando mayores cargas parasitarias se producen en los nidos), más concretamente, este comportamiento parece concentrarse en el periodo fértil de la hembra. Por otro lado, el efecto que parece producir en las hembras sería un incremento de sus niveles de testosterona, a la par que afectarían a las decisiones de la hembra en cuanto a su inversión en la proporción de sexos de su descendencia. Así, en un estudio experimental en el que los investigadores aportaron plantas a los nidos, ellos observaron que las hembras alteraban la proporción de sexos de su descendencia, incrementando el número de machos con respecto al de hembras, mientras que la tendencia encontrada en esa población era al contrario. Además, los machos con mayores niveles de hormonas sexuales (que consiguen más hembras) aportaron mayores cantidades de plantas que los machos monógamos, lo que sugiere que resultarían más atractivos para las hembras, consiguiendo un mayor número de parejas. En todo caso, parece que el transporte de material verde a los nidos de esta especie, podría estar jugando un papel en la señalización de la calidad del macho a la hembra durante la reproducción y estas hembras a su vez, parecen responder variando (invirtiendo) su estrategia reproductiva. De hecho, cuando se incremento la cantidad de plantas en el nido, también se encontró que las hembras aumentaban el número de plumas que aportaban al nido, otra posible señal sexual propuesta para esta especie que se relaciona con la experiencia reproductiva de la hembra y la fecha de puesta (ambas variables correlacionadas con la condición corporal de la hembra).

Como todo en la naturaleza, es posible que cada una de las hipótesis planteadas sean verdades parciales y expliquen una proporción de la variabilidad encontrada. Pese a ello, lo más fascinante de todo, a mi parecer, es la combinación de señales que parecen tener un papel en la “comunicación” entre sexos en la reproducción de las aves, pues como debe ocurrir en el caso de los estorninos, el macho debe señalizar a la hembra su calidad por el aporte de material, mientras que ésta debe indicarle su calidad al macho por otras vías, el aporte de plumas y el color de sus huevos (como se demostró recientemente).

Algunas referencias al respecto:

Polo y Veiga 2006. Nest ornamentation by female spotless starlings in response to a male display: an experimental study. Journal of Animal Ecology, 75:942-947.

Polo et al. 2004. Female starlings adjust primary sex ratio in response to aromatic plants in the nest. Proceedings of the Royal Society of London B, 271:1929-1933.
Veiga et al. 2006. Nest green plants as a male status signal and courtship display in the spotless starling. Ethology, 112:196-204.

Muévete que nos pican

Como ya indicamos anteriormente, los ectoparásitos pueden representar un coste elevado para el desarrollo y supervivencia de los animales, tanto silvestres como domésticos. Los costes que acarrean son múltiples, desde reacciones de hipersensibilidad, transmisión de patógenos, costes asociados a la respuesta inmune, anemias producidas por la extracción de sangre, etc. Por ello, aquellas estrategias que impliquen una disminución de las picaduras de estos ectoparásitos deben suponer una considerable ventaja para los hospedadores. Al respecto, diferentes estudios realizados hasta la fecha han puesto de manifiesto que los animales realizan movimientosasociados con la presencia de dípteros, ejemplos ya ampliamente conocidos por todos, como son los movimientos del rabo y de las orejas del ganado. Lógicamente, mediante estudios experimentales se pudo comprobar esto también. En ciertos experimentos los autores inmovilizaron a los animales (en este caso aves) para evitar que se moviesen y comprobaron como la abundancia de dípteros con una comida reciente en su abdomen se incrementaba considerablemente. Aunque el movimiento en si mismo o la imposibilidad de realizar otras tareas cuando se están realizando estos movimientos (tales como alimentarse o vigilar depredadores) tienen que repercutir igualmente en costes para el hospedador, aunque el balance entre estos costes y los beneficios asociados a repeler estos insectos debería ser favorable. Aún así, como podría ser en el caso de explotaciones ganaderas, todo mecanismo que disminuya los costes de producción (en este caso) deberían ser controlados.

Además, en la naturaleza, otras muchas estrategias tanto fisiológicas como comportamentales se han descrito en la lucha de los animales frente a sus ectoparásitos. Por ejemplo, existen evidencias de que algunas aves introducen en sus nidos plantas con cualidades inmuno-estimulantes o insecticidas, lo que podría disminuir la carga de ectoparásitos o incrementar su capacidad inmunológica en su lucha contra el coste derivados de estos ectoparásitos. En otros casos, son los propios animales los que secretan compuestos repelentes frente a dípteros, lo cual representa una considerable ventaja, ya que muchos insectos utilizan sustancias emitidas por los hospedadores para poder localizarlos.

Aquí hemos descrito algunos ejemplos de la carrera de armamentos entre parásitos y hospedadores, lo que representa, nuevamente, evidencias claras de evolución.

El autobús del patógeno

Los vectores son esos animalillos tan indeseables para muchos pero que cumplen una función esencial en el mantenimiento de los ecosistemas. La interacción parásito-hospedador puede ser definida de manera laxa entendiendo por parásitos desde virus a helmintos, pasando por bacterias, protozoos, etc. de igual manera podríamos incluir bajo esta denominación a ciertos insectos que se aprovechan de otros organismos para obtener su fuente de alimento, la sangre. Este es el caso no solo de los mosquitos, sino de una considerable diversidad de insectos. Pero los efectos de estos insectos sobre sus hospedadores no son solo directos (como pudiera considerarse la anemia o hipersensibilidades que puedan inducir con sus picaduras) sino también y más importante si cabe, es su papel como parte fundamental en la transmisión de patógenos entre hospedadores. La malaria, la enfermedad del sueño, el mal de Chagas o la lengua azul son claros ejemplos de ello. Existen claras diferencias en cuanto al papel que juegan los vectores, pudiendo actuar como un mero mecanismo de transporte del patógeno o por el contrario, ser a su vez, un hospedador para el patógeno. Así, por ejemplo, el parásito de la malaria necesita desarrollar una parte de su ciclo en el mosquito para infectar de nuevo a otros hospedadores. En muchos casos se ha pensado que los mosquitos no sufren costes por actuar como vectores de parásitos, aunque cada día hay más evidencias de lo contrario dándose ejemplos de cómo el parásito afecta a la supervivencia del vector.

Pero después de introducir un poco estos conceptos me gustaría tratar un tema en particular, la localización de los hospedadores por parte de estos vectores. Tradicionalmente se ha visto que los vectores disponen de una considerable diversidad de receptores, desde químicos a visuales. Estos receptores responden a estímulos ampliamente ligados al metabolismo de los hospedadores tales como el dióxido de carbono o el ácido láctico. Estos factores hacen que los mosquitos no piquen azarosamente a sus hospedadores, como en efecto se comprobó con individuos infectados con malaria frente a otros grupos control. En este experimento se observó que aquellos individuos enfermos atraían más mosquitos que los sanos y que esta relación desaparecía tras un tratamiento antipalúdico. Muy posiblemente, el estado febril o un incremento en el metabolismo basal de los individuos enfermos deben estar jugando un papel esencial en esta relación. Pero además, no sólo sustancias procedentes de los hospedadores actúan como atrayentes de los mosquitos, pues se ha visto que sustancias vinculadas a los propios vectores (feromonas) atraen más vectores. Aunque estas sustancias por si solas son capaces de atraer a los vectores, es sabido que deben interactuar con los propios atrayentes del hospedador.

Nuevamente, podemos descubrir la belleza que hay detrás de un simple mosquito y las interesantísimas relaciones que existentes entre los parásitos, los vectores y los hospedadores. Fascinante.

Fotografía de: Jim Newman

Hogar dulce hogar

El nicho ecológico podría definirse como el lugar en el que un organismo desarrolla su ciclo vital. Lógicamente, como todo en biología la escala del nicho es dependiente del organismo de que se trate. Un elefante, por su elevado tamaño, necesita mucho espacio para encontrar el alimento y otros recursos que necesita para vivir. Pero el tema que pretendo tratar aquí va más allá, lo curioso de la vida de los parásitos. Estos, al menos, durante una parte de su ciclo vital viven dentro de otro organismo, es decir, su nicho ecológico lo constituye otro animal viviente, que a su vez necesitará su propio nicho. Algo así como las muñecas rusas de la imagen. Esta es la norma general de diferentes endoparásitos.

Además, al igual que los elefantes alteran su medio, derribando árboles, pisoteando el terreno,… los parásitos también alteran a sus hospedadores. Cambios conductuales fruto de la alteración parasitaria para aumentar el éxito de transmisión del parásito son frecuentes en organismos parasitados. En este sentido, en la naturaleza nos encontramos llamativos ejemplos que podrían entenderse como una estrategia favorable para la transmisión de los parásitos. Así, por ejemplo, los parásitos de la malaria producen fiebres y aumento de la sudoración en sus hospedadores vertebrados de modo que les convierten en “presas” más vulnerables de recibir las picaduras de los insectos vectores que transmiten la malaria (no olvidemos que los mosquitos detectan a sus presas ayudados por termo y quimio-receptores, estos últimos que detectan el CO2 procedente de la respiración). Otros ejemplos vienen de los parásitos intestinales, como en el caso de gusanos que inducen a los escarabajos que parasitan la necesidad de acercarse al agua (¿quizás por inducirles sed?), medio en que el parásito continuará su ciclo vital. Más ejemplos vienen de otras especies parásitas que incrementan la vulnerabilidad del hospedador que les soporta con el fin de que este sea depredado por otro organismo que a la postre será también hospedador del parásito.

Pero en la naturaleza también nos encontramos con otros casos igualmente llamativos, los ectoparásitos. Estos, a diferencia de los endoparásitos, explotan los recursos de sus hospedadores desde el exterior. Un caso especialmente llamativo lo constituyen los ectoparásitos presentes en los nidos de las aves. Durante su periodo de reproducción las aves construyen nidos en los que crían a sus polluelos, individuos inmaduros directamente vinculados al nido y que no pueden salir de él. Esto convierte a los polluelos en presas fáciles para ciertos parásitos como ácaros, pulgas o moscas que proliferan en los nidos alimentándose de la sangre de los polluelos. El impacto que estas especies parásitas ejercen sobre los polluelos es considerable, produciendo anemias, incrementando la probabilidad de contagio por endoparásitos y induciendo diferentes anomalías en su desarrollo fruto de la fuerte presión que los ectoparásitos ejercen sobre los polluelos, máxime tratándose como es el caso de individuos que aún se encentran desarrollando sus defensas inmunitarias. Además, dado que ciertas especies utilizan la misma cavidad durante diferentes años, los ectoparásitos han desarrollado la capacidad de “esperar” a sus hospedadores de una primavera a la siguiente. Diferentes estrategias han sido descritas como defensa de las aves frente a estos ectoparásitos, siendo una de ellas la recolección y transporte hasta el nido de hierbas con ciertas capacidades insecticidas.

Por tanto, como puede observarse un solo organismo o su propio hogar puede ser el nicho de otros muchos organismos. Un hospedador puede ser la fuente de recursos para parásitos intestinales, virus, bacterias, parásitos sanguíneos y múltiples ectoparásitos, todos ellos organismos que a su vez interactuarán entre si y que en principio, no sería descabellado pensar que deberían competir con el fin de que cada uno se lleve la mayor parte del pastel.

Peculiaridades de la reproducción. El caso de los parásitos de la malaria.

Son muchas las hipótesis que surgen para intentar comprender por qué existe la reproducción sexual. Esta estrategia, en comparación con la reproducción asexual, es mucho más costosa para los organismos pues requiere que existan ejemplares de ambos sexos, que ambos se encuentren, que ambos sean fértiles, etc. por citar algunos ejemplos que claramente se contraponen con la reproducción asexual, en la que un único individuo es capaz de dividirse hasta la saciedad, como podría ser el ejemplo clásico de las bacterias.

Entre las múltiples hipótesis que se barajan para explicar el éxito de la reproducción sexual, una que cobra un peso especial supone que la reproducción sexual, por dar lugar a descendientes con dotaciones genéticas mixtas, crea una variabilidad mayor en la descendencia que puede suponen una mejor adaptación ante cambios ambientales (en la reproducción asexual todos los descendientes son homogéneos lo que les convierte en individuos muy aptos para sobrevivir en un medio estable, pero vulnerables si no son capaces de soportar un cambio ambiental).

En este sentido, este apunte pretende iniciar en el conocimiento en la reproducción de unos organismos, los parásitos sanguíneos, de los que ya hemos hablado en algún apunte anterior. Se trata del caso de los parásitos de la malaria y parásitos similares.

En estas especies, encontramos una alternancia de ciclos con reproducción sexual y asexual. A continuación detallamos someramente un caso específico. En los parásitos de la malaria propiamente dicho, pertenecientes al género Plasmodium encontramos que tras la picadura del mosquito y la inoculación del parásito en el hospedador vertebrado (póngase el caso de por ejemplo, el hombre) se produce un ciclo de reproducción asexual en el que los parásitos se multiplican en número, primero en órganos internos (como el hígado) y posteriormente en células sanguíneas (eritrocitos o glóbulos rojos). Posteriormente, algunos de esos parásitos que provienen de la reproducción asexual invaden otros eritrocitos y se diferencian (maduran) hasta convertirse en precursores de células sexuales parásitas, los gametocitos. Posteriormente, cuando el mosquito vuelve a picar a ese hospedador infectado, este ingiere los parásitos de la malaria junto con las células sanguineas del hospedador. Una vez que están en el tubo digestivo del mosquito, los gameticitos maduran para formar los gametos machos y hembras que se reproducirán sexualmente. Lo curioso de este proceso es lo siguiente, de cada gametocito macho surgirán varios (dependiendo de las especies, pongamos en torno a 8, aunque esto es variable) microgametos (el nombre que reciben los gametos masculinos) mientras que cada gametocito femenino dará lugar a un solo macrogameto (la diferencia de nombre da idea también en la diferencia en tamaño de las células “macho” y “hembra”, algo así como nuestros óvulos y espermatozoides). Por tanto, una estrategia adecuada para los parásitos es producir el número justo de gametocitos macho y hembra en el hospedador vertebrado (en el humano, por ejemplo) que permita que todas las células “macho” fertilicen a todas las células “hembra” y que no “sobren” células sin fecundar. Es decir, si un gametocito macho produce 8 microgametocitos y cada uno de ellos puede fecundar 1 único macrogametocito (que proviene de un solo gametocito “hembra”), la estrategia que a priori sería más adecuada para el parásito es que en la sangre del hospedador vertebrado aparezcan 8 veces más gametocitos hembra que machos. De hecho, en la sangre de los hospedadores de Plasmodium encontramos precisamente un sesgo (una mayor proporción) de “células macho” que de “células hembra”. En entradas posteriores explicaremos algunas modificaciones que encontramos en la naturaleza a esta regla planteada.