Responsable
Dra. Alondra Castro Campillo.

En Resumen:

Gracias a la reproducción, se perpetúan las poblaciones vivientes y por ello, la naturaleza ha favorecido diferentes maneras de asegurar el éxito de esta actividad tan importante. Sin embargo, existen compuestos tóxicos --de origen natural (compuestos secundarios de las plantas) o sintéticos propiciados por actividades humanas (contaminantes)-- que ocasionan desviaciones en el funcionamiento reproductivo normal de las especies a diferentes niveles y que, además, pueden tener repercusiones muy drásticas en diferentes momentos de la vida de un animal. Estos tóxicos y sus efectos han sido analizados por fisiólogos en las ciencias biológicas, biomédicas y agropecuarias por los efectos que tienen sobre la salud reproductiva y sus repercusiones económicas, a través de la Ecotoxicología. Los resultados de sus estudios han hecho eco sobre los ecólogos y biólogos evolutivos, más interesados por la Coevolución entre plantas y animales en donde las primeras producen compuestos secundarios que afectan la reproducción de los segundos. Nuestro grupo de investigadores en la DCBS, UAMI, está interesado no solo en la mera descripción de los procesos reproductivos alterados por los contaminantes y sustancias naturales, sino también en la forma en la cual los organismos expuestos pueden responder, dentro del marco de la Biología Evolutiva y la Biología de Sistemas.

Ecotoxicología

El término “ecotoxicología” fue acuñado por René Truhault en 1969, quién la definió como una rama de la toxicología, interesada en el estudio de los efectos tóxicos, ocasionados por contaminantes naturales, o sintéticos, sobre los constituyentes de los ecosistemas (incluidos humanos). Esta disciplina propone predecir los efectos de la contaminación para responder con acciones preventivas o reactivas más eficaces y seguras contra cualquier efecto de deterioro ambiental que pueda ser identificado. Por ende, es un campo multidisciplinario en el cual se integran y aplican metodologías de toxicología, ecología y química ambiental y que trata de integrar los efectos de agentes estresantes desde la escala molecular hasta los ecosistemas, a través de todos los niveles de organización.

Son varios los agentes estresantes, ya sean contaminantes o productos naturales que afectan las diversas etapas de los procesos reproductivos, desde la formación de células sexuales hasta que el individuo alcanza la edad reproductiva. Entre los contaminantes sintéticos que tienen efecto sobre la reproducción de los animales están los insecticidas como el DDT o el Metoxiclor, los plastificantes como el Ftalato, los pegamentos epóxidos o aislantes como los PCB. Estos compuestos de origen industrial, además de que pueden alterar la función reproductiva, también pueden trastornar el desarrollo sexual de animales expuestos. A ellos se suman algunos metales pesados, componentes naturales que también tienen estas propiedades negativas y dentro de los cuales destacan el plomo y el cadmio, dos de los elementos más abundantes en nuestro planeta y que han sido convertidos en contaminantes por actividades humanas.

Por otro lado, algunos productos naturales producidos por plantas, tienen la capacidad de interferir en la reproducción, alterando básicamente la función de los receptores a hormonas esteroides. Así, cuando una planta produce este tipo de compuestos secundarios en sus tejidos por encima del suelo y es ingerida por un animal, la función reproductiva de éste puede quedar comprometida. En cambio, si la planta produce una cantidad menor del mismo producto en sus raíces y estas son ingeridas por animales que cohabitan con ella, la función reproductiva de este segundo grupo de consumidores no se alterará.

Por su parte, los propios animales pueden responder a la presencia de estos factores estresantes, ya sea al disminuir sus efectos o hasta haciéndolos formar parte de sus procesos metabólicos, de tal manera que su estrategia reproductiva se vea menos comprometida. Este juego de producción y almacenaje diferencial por parte de la planta y de consumo por dos especies animales, puede hacerse más complejo si pensamos que el compuesto vegetal sólo se produce en algunas épocas del año.

Coevolución.

La coevolución implica los patrones y procesos, inferidos de la interacción, positiva o negativa, entre especies distintas (planta-animal). Incluye adaptaciones como respuesta a la presencia de la otra especie desde el nivel genético hasta el conductual, pasando por diferentes cambios morfo-fisiológicos. Es estricta cuando involucra dos especies, o puede ser difusa si la relación implica más de dos especies. La herbivoría es un caso especial, en donde las plantas producen defensas a diferentes niveles contra sus consumidores, pero también producen toda suerte de atrayentes para asegurar su polinización y la dispersión de sus semillas, mientras que los herbívoros se las arreglan para contrarrestar esas defensas o se especializan en el uso de cierta planta particular para obtener sus nutrientes, mientras que coadyuvan a la perpetuación de la misma.

Si las defensas de las plantas son para repeler, disuadir, enfermar o intoxicar a los herbívoros, se trata de resistencia, pero si son respuestas que permiten su consumo, sin afectar su capacidad de perpetuarse, hablamos de tolerancia. Dentro de la resistencia química, la planta produce compuestos secundarios que actúan como veneno, repelente o advertencia en contra de sus consumidores y en la tolerancia sobrecompensatoria, la planta remedia el daño infligido por el herbívoro, produciendo más tejido vegetal, ya sea reactivando sus células de crecimiento o reasignando sustancias de reserva hacia las partes dañadas.

La resistencia química y de tolerancia sobrecompensatoria, pueden combinarse en la producción de compuestos vegetales muy parecidos a los estrógenos en los mamíferos, llamados por ello fitoestrógenos (FTE) o xenoestrógenos (XNE), por ser ajenos a los estrógenos naturales de los mamíferos u otros vertebrados. Éstos compuestos pueden engañar a las células como falsos estrógenos, alterando el proceso reproductivo de los mamíferos y otros vertebrados sin embargo, aún existen dudas acerca de los mecanismos y concentraciones necesarios para que esto suceda. De hecho, los mamíferos pueden responder de formas distintivas: creando tolerancia al exponerse a pequeñas dosis de XNE contenidas en las diferentes plantas (dieta diversa), usando las bacterias de su aparato digestivo (flora intestinal, probióticos), consumiendo alimentos que les cambian el pH en su tracto digestivo (alcalinización) o que impiden la conformación de radicales o compuestos que favorecen la acción tóxica de los XNE (metabolismo), entre otras. Los mecanismos de acción entre los FTE y los XNE y los tejidos reproductivos de los mamíferos son muy diversas; de hecho, se sabe en ciertas cantidades favorecen tumores, mientras que en otras, los previenen. Los estudios con ratones silvestres pueden arrojar datos reveladores en muchas de las preguntas alrededor de este campo y esta información puede ser útil para enfocar e interpretar, además de poder cuantificar el riesgo de las actividades humanas que producen XNE sintéticos y que se liberan en la naturaleza .Además de que algunos FTE pueden ser utilizados, como lo hemos propuesto y realizado, para el control reproductivo de animales como lo son los vampiros y lo perros callejeros: Metodología biológica que es poco invasiva, reversible y no quirúrgica la cual en perros, por ejemplo provoca un alto grado de estrés aunado a la formación de hematomas y/o infecciones.