Reproducido con permiso de Farrar, Straus and Giroux. Adaptado de How Earth’s Deadliest Creatures Mastered Biochemistry, por Christie Wilcox. Copyright © 2016 por Christie Wilcox.
No sé si las cucarachas sueñan, pero imagino que si lo hacen, las avispas joya ocupan un lugar destacado en sus pesadillas. Estas pequeñas y solitarias avispas tropicales nos preocupan poco a los humanos; al fin y al cabo, no manipulan nuestras mentes para poder servirnos como comida viva y dispuesta a sus recién nacidos, como hacen con las desprevenidas cucarachas. Es el material de las películas de terror, literalmente: la avispa joya y otras especies similares inspiraron los horrores de la franquicia Alien. La historia es sencilla, aunque grotesca: la avispa hembra controla la mente de las cucarachas con las que alimenta a sus crías, quitándoles el sentido del miedo o la voluntad de escapar de su destino. Pero, a diferencia de lo que vemos en la gran pantalla, no es un virus incurable el que convierte a una cucaracha antes sana en un zombi descerebrado: es veneno. Y no es un veneno cualquiera: un veneno específico que actúa como una droga, dirigiéndose al cerebro de la cucaracha.
Los cerebros, en su esencia, son sólo neuronas, tanto si hablamos de cerebros humanos como de cerebros de insectos. Hay potencialmente millones de compuestos de veneno que pueden activar o desactivar las neuronas. Así que no debería sorprender que algunos venenos se dirijan al cuidadosamente protegido sistema nervioso central, incluido nuestro cerebro. Algunos saltan por encima de los obstáculos fisiológicos, desde lugares de inyección remotos en todo el cuerpo y pasando la barrera hematoencefálica, para entrar en la mente de sus víctimas. Otros se inyectan directamente en el cerebro, como en el caso de la avispa joya y su huésped cucaracha zombi.
La creación de un zombi
Las avispas joya son un bello aunque aterrador ejemplo de cómo los venenos neurotóxicos pueden hacer mucho más que paralizar. La avispa, que a menudo es sólo una fracción del tamaño de su víctima, comienza su ataque desde arriba, descendiendo en picado y agarrando a la cucaracha con su boca mientras apunta su «aguijón» -una parte del cuerpo modificada para poner huevos llamada ovipositor- a la parte central del cuerpo, el tórax, entre el primer par de patas. El rápido pinchazo dura sólo unos segundos, y los compuestos de veneno actúan con rapidez, paralizando temporalmente a la cucaracha para que la avispa pueda dirigir su siguiente picadura con más precisión. Con su largo aguijón, dirige su veneno que altera la mente a dos zonas de los ganglios, el equivalente de los insectos al cerebro.
El aguijón de la avispa está tan bien sintonizado con su víctima que puede sentir dónde está dentro de la cúpula de la cucaracha para inyectar el veneno directamente en subsecciones de su cerebro. El aguijón es capaz de palpar la cabeza de la cucaracha, basándose en señales mecánicas y químicas para encontrar el camino a través de la vaina ganglionar (la versión del insecto de la barrera hematoencefálica) e inyectar el veneno exactamente donde tiene que ir. Las dos zonas del cerebro de las cucarachas a las que se dirige son muy importantes para ella; los científicos las han recortado artificialmente en las cucarachas para ver cómo reacciona la avispa, y cuando se las quitan, ésta trata de encontrarlas, tardando mucho tiempo con su aguijón incrustado en busca de las regiones cerebrales perdidas.
Entonces comienza el control mental. En primer lugar, la víctima se acicala a sí misma; en cuanto las patas delanteras de la cucaracha se recuperan de la parálisis transitoria inducida por la picadura en el cuerpo, comienza una fastidiosa rutina de acicalamiento que dura aproximadamente media hora. Los científicos han demostrado que este comportamiento es específico del veneno, ya que la perforación de la cabeza, el estrés general de la cucaracha o el contacto con la avispa sin actividad de picadura no provocan el mismo impulso higiénico. Esta repentina necesidad de limpieza también puede ser inducida por un torrente de dopamina en el cerebro de la cucaracha, por lo que pensamos que el compuesto similar a la dopamina en el veneno puede ser la causa de este comportamiento germofóbico. Se discute si el acicalamiento en sí es una característica beneficiosa del veneno o un efecto secundario. Algunos creen que el comportamiento asegura una comida limpia y libre de hongos y microbios para la vulnerable cría de avispa; otros piensan que puede simplemente distraer a la cucaracha durante algún tiempo mientras la avispa prepara la tumba de la cucaracha.
La dopamina es una de esas intrigantes sustancias químicas que se encuentran en el cerebro de un amplio espectro de vida animal, desde los insectos hasta los seres humanos, y sus efectos son vitales en todas estas especies. En nuestras cabezas, forma parte de un «sistema de recompensa» mental: las inundaciones de dopamina se desencadenan por cosas placenteras. Como nos hace sentir bien, la dopamina puede ser maravillosa, pero también está vinculada a comportamientos adictivos y a los «subidones» que sentimos con sustancias ilícitas como la cocaína. Es imposible que sepamos si una cucaracha también siente un subidón de euforia de insecto cuando su cerebro se inunda de dopamina, pero prefiero pensar que sí. (Parece demasiado espantoso que el animal no reciba ninguna alegría por el terrible final que está a punto de encontrar.)
Mientras la cucaracha limpia, la avispa deja a su víctima en busca de un lugar adecuado. Necesita una madriguera oscura donde pueda dejar a su hijo y la ofrenda de la cucaracha zombi, y tarda un poco en encontrar y preparar el lugar adecuado. Cuando regresa unos 30 minutos más tarde, los efectos del veneno se han impuesto: la cucaracha ha perdido toda voluntad de huir. En principio, este estado es temporal: si se separa una cucaracha envenenada de su posible asesina antes de que la larva pueda eclosionar, alimentarse y pupar, la zombificación desaparece en una semana. Por desgracia, para la cucaracha envenenada, eso es demasiado tiempo. Antes de que su cerebro tenga la oportunidad de volver a la normalidad, la joven avispa ya se ha saciado y ha matado a su huésped.
Las habilidades motoras de la cucaracha permanecen intactas, pero el insecto simplemente no parece dispuesto a utilizarlas. Así que el veneno no adormece los sentidos del animal, sino que altera la forma en que su cerebro responde a ellos. Los científicos han demostrado incluso que los estímulos que normalmente provocan una acción evasiva, como tocar las alas o las patas de la cucaracha, siguen enviando señales al cerebro del animal; sólo que no evocan una respuesta de comportamiento. Esto se debe a que el veneno silencia ciertas neuronas para que sean menos activas y receptivas, lo que provoca la repentina falta de miedo de la cucaracha y su disposición a ser enterrada y comida viva. Esta actividad del veneno requiere toxinas que se dirigen a los canales de cloruro activados por el GABA.
El GABA, o ácido γ-aminobutírico, es uno de los neurotransmisores más importantes en los cerebros de los insectos y de los seres humanos. Si la actividad neuronal es una fiesta, el GABA es una manta húmeda; amortigua la capacidad de una neurona de activarse mediante la activación de los canales de cloruro. Cuando los canales de cloruro se abren, permiten que fluyan los iones de cloruro negativos. Como a estos iones les gusta pasar el rato con los iones positivos, si estos canales están abiertos cuando se abre un canal de sodio, los iones de cloruro pueden cruzar la membrana casi al mismo ritmo que los iones de sodio, lo que dificulta que los iones de sodio inicien la cascada de dominó que es la señalización neuronal. Aunque la neurona reciba la orden de «ir», el potencial de acción se detiene en su camino. Sin embargo, el GABA no es un inhibidor completo: los canales de cloruro no pueden seguir el ritmo de los canales de sodio, por lo que un estímulo fuerte puede superar el efecto amortiguador. Este sistema de amortiguación es lo que la avispa coopta para hacer que la cucaracha haga su voluntad. Su veneno está repleto de GABA y otros dos compuestos que también activan los mismos receptores de cloruro, la β-alanina y la taurina. Estos también trabajan para prevenir la recaptación de GABA por las neuronas, prolongando el efecto.
Aunque estos compuestos del veneno pueden cortar la actividad cerebral que haría que su presa huyera, lo que no pueden hacer es llegar a las partes correctas del cerebro de la cucaracha por sí mismos. Por eso la avispa tiene que inyectarlos directamente en los ganglios de la cucaracha. Afortunadamente para ella, en un conveniente capricho de la naturaleza, el mismo veneno que zombifica los cerebros de las cucarachas funciona como magia para producir la parálisis transitoria necesaria para alinear la inyección craneal. El GABA, la β-alanina y la taurina también apagan temporalmente las neuronas motoras, por lo que la avispa sólo necesita un veneno para completar dos tareas muy diferentes.
Con su presa calmada y quieta, la avispa puede reponer su energía rompiendo las antenas de la cucaracha y bebiendo un poco de la dulce y nutritiva sangre del insecto. Luego lleva a su víctima a su lugar de descanso final, utilizando lo que queda de una antena como un jinete utiliza las riendas de una brida. Una vez dentro de su madriguera, adhiere un huevo a la pata de la cucaracha, y luego sella a su cría y a la cucaracha.
Comidas frescas
Como si la manipulación mental no fuera suficientemente mala, el veneno de la avispa tiene un último truco. Mientras la cucaracha espera su inevitable muerte, el veneno ralentiza el metabolismo de la cucaracha para asegurarse de que vive lo suficiente como para ser devorada aún fresca. Una forma de medir el metabolismo es el consumo de oxígeno a lo largo del tiempo, ya que todos los animales (incluidos nosotros) utilizan el oxígeno en el proceso de creación de energía a partir de los alimentos o las reservas de grasa. Los científicos han descubierto que el consumo de oxígeno de las cucarachas que han sido picadas es mucho menor que el de sus amigas sanas. Pensaron que esto podría ser el resultado de la reducción del movimiento de las víctimas complacientes, pero incluso cuando se induce la parálisis mediante el uso de fármacos o el corte de neuronas, las cucarachas picadas viven más tiempo. La clave de la supervivencia prolongada parece ser la hidratación. Se desconoce cómo actúa exactamente el veneno para mantener a la cucaracha hidratada, pero asegura que cuando la larva de la avispa sale de su huevo, su comida está lista para comer. Y poco después, una nueva avispa emerge de la madriguera, dejando atrás el cadáver de la cucaracha.
El veneno de la avispa de la joya es sólo un ejemplo de veneno neurotóxico llevado al extremo. Hay más de 130 especies del mismo género de avispas, incluida la recientemente descrita Ampulex dementor (llamada así por los guardias chupadores de almas de la prisión mágica de Azkaban en la serie de Harry Potter). Ampulex pertenece a un grupo muy grande y diverso de avispas, que cuenta al menos con cientos de miles de especies, y que es conocido por sus graves manipulaciones mentales. Todas tienen un ciclo vital macabro: como adultas, se alimentan como otras avispas y abejas, pero como larvas, deben alimentarse de otros animales. No son del todo independientes, ni parásitos; son parásitos, o como los científicos los llaman, parasitoides.
Las cucarachas no son su único objetivo; hay avispas parasitoides que ponen sus huevos en arañas, orugas y hormigas. La avispa Agriotypus del hemisferio norte, de clima templado, se sumerge bajo el agua para poner sus huevos en las larvas de las moscas caddis y puede permanecer sumergida hasta 15 minutos para llevar a cabo su tarea. Las valientes avispas Lasiochalcidia de Europa y África se lanzan a las fauces de una hormiga león, las separan e introducen sus huevos en su garganta. Incluso hay avispas llamadas hiperparasitoides que parasitan a otras avispas como ellas, como las especies de Lysibia de Europa y Asia, que olfatean las orugas parasitadas por otras avispas parasitoides del género Cotesia y ponen sus huevos en las larvas de avispa recién pupadas. En algunos casos, varias especies de avispas se parasitan mutuamente, dando lugar a una muñeca rusa de interacciones parasitarias.
Y para asegurar su paso seguro de la larva a la edad adulta, estas avispas a menudo obtienen algo más que una simple comida de sus huéspedes. Una de ellas convierte a sus orugas anfitrionas en guardaespaldas no muertos que defenderán a las jóvenes avispas pupantes que acaban de comer a través de su cuerpo. La larva de otra especie obliga a su huésped araña a tejer una telaraña deformada pero duradera para proteger su capullo justo antes de matar al arácnido.
Mientras que las avispas de esta inusual familia pueden haber perfeccionado el arte del control mental, hay otras especies venenosas cuyas toxinas alteran los estados mentales. Incluso hay especies cuyos compuestos neurotóxicos atraviesan nuestra propia barrera hematoencefálica, una hazaña que ningún veneno de avispa puede lograr todavía. Pero, a diferencia de las cucarachas, los Homo sapiens tenemos una extraña afinidad por las sustancias que alteran nuestra mente. Aunque las cucarachas huyen de las que les retuercen el cerebro, algunas personas están dispuestas a pagar más de 500 dólares por una dosis de veneno para tener una experiencia similar.