William K. Hayes y colaboradores escriben en la revista Toxins (ver la referencia al final) un artículo sobre la gran diversidad de organismos venenosos que existen entre las plantas, los hongos, los protistas, las bacterias y los virus
Las toxinas biológicas juegan un papel decisivo en la supervivencia de una amplia variedad de organismos y se han clasificado en tres categorías principales: venenos transferidos pasivamente sin un mecanismo de administración específico, toxinas aplicadas a la superficie del cuerpo sin causar heridas (toxúnguenos) y venenos inyectados en los tejidos internos mediante una herida. Esta clasificación proporciona un marco evolutivo para comprender cómo las toxinas han adquirido funciones especializadas.
Tradicionalmente, el término «veneno» ha sido aplicado casi exclusivamente a los animales. Sin embargo, investigaciones recientes han revelado que muchas plantas, hongos, protistas, bacterias e incluso virus poseen mecanismos similares para administrar sustancias tóxicas. Las plantas pueden inyectar toxinas a través de tricomas urticantes, espinas y otras estructuras, mientras que algunos hongos emplean hifas para administrar toxinas a huéspedes infectados. Los protistas utilizan estructuras como toxicistos y nematocistos para inyectar sustancias tóxicas en sus presas, y muchas bacterias poseen sistemas de secreción especializados para introducir toxinas en sus objetivos. Incluso los bacteriófagos, un tipo de virus, pueden inyectar material genético en células huésped, provocando daños comparables a los de los venenos convencionales.
A lo largo de la historia, los científicos han estudiado organismos tóxicos y sus secreciones debido a sus efectos perjudiciales en los humanos y su potencial terapéutico. Las toxinas han sido utilizadas en el desarrollo de tratamientos médicos, aprovechando su capacidad para interactuar con células y tejidos específicos.
Animales
El uso del veneno ha evolucionado en al menos 104 linajes dentro de ocho filos animales diferentes, lo que demuestra su notable valor adaptativo. Si bien los animales venenosos comparten la característica de inyectar toxinas a través de una herida, las formas en que sintetizan, almacenan y administran sus secreciones varían considerablemente.
Algunos animales producen y almacenan sus propias toxinas, mientras que otros adquieren toxinas de fuentes externas. Los animales autoglandulares-venenosos sintetizan sus propias toxinas, pero carecen de glándulas para almacenarlas, como es el caso de los cnidarios, cuyos cnidocitos contienen tanto la secreción tóxica como el sistema de administración. Los autoglandulares-venenosos más complejos, como los escorpiones, poseen glándulas especializadas para la producción y almacenamiento del veneno. En contraste, los animales heteroaglandulares-venenosos adquieren toxinas de otros organismos sin almacenarlas en glándulas, como algunos cangrejos que utilizan nematocistos de anémonas. Otros, como ciertos gusanos marinos, almacenan toxinas obtenidas de bacterias simbióticas y las liberan mediante una herida.
Las toxinas animales suelen estar compuestas por múltiples sustancias que trabajan juntas para afectar procesos fisiológicos esenciales. Aunque generalmente se asocian con la depredación y la defensa, las toxinas también pueden desempeñar otros roles, como la comunicación intraespecífica, la competencia, la creación de hábitats y la disuasión de ectoparásitos. Muchos animales regulan el uso de sus toxinas mediante estrategias de dosificación y optimización del veneno.
No animales
Pero, además de los animales, los organismos mencionados antes también han desarrollado mecanismos similares para la defensa, la depredación y la competencia, lo que justifica una reevaluación del concepto de veneno en la biología.
Los sistemas de administración de toxinas en organismos no animales presentan muchas similitudes con los de los animales venenosos. En las plantas, las estructuras especializadas permiten la liberación de sustancias tóxicas con funciones defensivas. Por ejemplo, el látex secretado por más de 21 500 especies vegetales actúa como una barrera antifúngica e insecticida. Algunas plantas parásitas, como el muérdago Viscum album, utilizan mecanismos combinados de toxinas y toxúnguenos para invadir a sus huéspedes.
En los hongos, los mecanismos de administración de toxinas incluyen la liberación de enzimas hidrolíticas y toxinas que degradan las paredes celulares de sus presas antes de la invasión de hifas. Algunas especies de levaduras secretan toxinas dirigidas a otros microorganismos.
Entre los protistas, ciertos dinoflagelados liberan exotoxinas en el agua para inmovilizar presas, disuadir depredadores y competir con otras especies.
Las bacterias han desarrollado una variedad impresionante de sistemas especializados para administrar toxinas. Algunas especies depredadoras secretan toxinas a través de vesículas de membrana, mientras que las bacterias «caníbales» liberan sustancias que afectan a células de su propia especie. Las cianobacterias secretan cianotoxinas en el agua para la defensa y la competencia.
Los virus, aunque generalmente no se consideran organismos vivos, han evolucionado mecanismos de inyección de material genético en células huésped, causando efectos dañinos comparables a los de los venenos biológicos.
¿Qué es un veneno?
La identificación de sistemas de administración de veneno en organismos no animales requiere una definición clara y aceptada de lo que constituye un veneno. Aunque algunos investigadores argumentan que una toxina inyectada debe tener una función adaptativa identificable, esta exigencia puede ser difícil de demostrar en algunos casos. No obstante, muchos de los sistemas de administración de veneno propuestos en organismos no animales cumplen con este criterio funcional, ya que participan en defensa, depredación, competencia y reproducción.
La evidencia sugiere que numerosas plantas, hongos, protistas, bacterias y virus poseen mecanismos de administración de toxinas comparables a los de los animales venenosos. Por tanto, no existe una justificación válida para excluir a estas entidades del estudio de la evolución de los venenos y sus mecanismos de entrega. Dado que el veneno ha surgido de manera independiente en múltiples linajes, la comprensión actual del fenómeno ha abarcado solo una pequeña parte de los eventos evolutivos que han dado lugar a su aparición.
Es probable que la inclusión de organismos no animales en el estudio de los venenos requiera tiempo para ser ampliamente aceptada. Los investigadores especializados en diferentes grupos taxonómicos deben reconocer que algunos de los organismos que estudian pueden considerarse venenosos, y se necesita una mayor integración entre disciplinas para lograr una terminología y un enfoque unificados. A medida que los especialistas en organismos no animales contribuyan con nuevos conocimientos, se reformularán conceptos clave en toxinología, lo que permitirá una comprensión más profunda de la evolución de los venenos y sus implicaciones biológicas y ecológicas.
El estudio de los venenos en diversos organismos ofrece oportunidades para explorar la duplicación de genes, la cooptación de funciones existentes, la coevolución entre venenos y resistencias, los costos ecológicos del uso del veneno y sus aplicaciones biotecnológicas y terapéuticas. La literatura científica sobre estos temas es extensa, y la exploración de nuevos sistemas de administración de toxinas en organismos no animales apenas ha comenzado.
Referencia
Hayes, W.K.; Gren, E.C.K.; Nelsen, D.R.; Corbit, A.G.; Cooper, A.M.; Fox, G.A.; Streit, M.B. It’s a Small World After All: The Remarkable but Overlooked Diversity of Venomous Organisms, with Candidates Among Plants, Fungi, Protists, Bacteria, and Viruses. Toxins 2025, 17, 99. https://doi.org/10.3390/toxins17030099
