La comunicación química en la naturaleza: Ecología Química en el INECOL

Dr. Eneas Aguirre von Wobeser

Cuando visitamos un bosque, escuchamos una gran variedad de sonidos. Claramente escuchamos cómo las aves se comunican con sus cantos. Pero la comunicación entre organismos en un ecosistema no se limita a los sonidos. Muchos organismos producen sustancias químicas, que son detectadas por otros, ya sea de la misma o de distinta especie, en forma de olores o sabores, que son interpretados de forma distinta según quién las percibe. Una sustancia emitida por un insecto para atraer potenciales parejas puede ser detectada por un predador, atraído por la mismísima señal, pero con intenciones completamente distintas.

La comunicación siempre involucra el intercambio de mensajes, donde un individuo juega el papel de emisor y otro el de receptor, y la comunicación química no es una excepción. Como vimos, el receptor puede ser el mismo al que el mensaje era originalmente dirigido, u otro distinto que lo intercepta. En la comunicación mediada por químicos, los mensajes generalmente son moléculas pequeñas, muchas veces sustancias volátiles, que pueden entrar al estado gaseoso a temperatura ambiente. Esto les permite ser transportadas por el aire, y ser detectadas en forma de olor. Para producir estas sustancias, los organismos emisores utilizan complejas rutas de síntesis, que involucran usar la información de muchos genes. 

Del lado del receptor los mecanismos también pueden ser complejos, y generalmente involucran la unión del químico que porta la señal con una proteína receptora. Las proteínas receptoras normalmente son específicas para detectar determinadas sustancias, que por su forma geométrica se acoplan a ellas. Entonces desencadenan una cascada de señales químicas y eléctricas, que pueden resultar en un comportamiento en el organismo receptor.

No es difícil notar que estas interacciones requieren de una coordinación precisa entre los organismos emisores y los receptores. De no ser así, la señal se perdería. Naturalmente, esta coordinación tiene un origen evolutivo, resultado de la convivencia de estas especies por periodos largos de tiempo.  En bacterias, es probable que interacciones químicas entre especies puedan evolucionar en decenas o cientos de años, mientras que en animales probablemente requieran milenios, o incluso millones de años de convivencia.  Cuando dos o más especies evolucionan juntas, y los cambios en ellas se influencian mutuamente, decimos que están en un proceso de coevolución.

En el INECOL hay un creciente grupo de académicos que estudia las interacciones entre diferentes grupos de organismos en la naturaleza, para aprovechar estas señales en beneficio del ser humano. A esta área de la investigación biológica la conocemos como ecología química, e involucra desde técnicas clásicas de biología de campo y laboratorio, hasta el uso de tecnología de punta para detectar señales químicas en bajísimas concentraciones, o estudiar la estructura de las proteínas receptoras, por ejemplo.

Muchos estudios de ecología química comienzan con el uso de aparatos que analizan el comportamiento de un organismo en presencia de los compuestos volátiles que emite otro. Por ejemplo, en un olfactómetro se pone un insecto en un tubo en forma de Y, donde el insecto puede escoger dos caminos, uno donde llega el aroma de otro organismo, o uno donde llega un aroma control (sin aroma, por ejemplo). De esta manera se puede ver si el organismo consistentemente sigue o evita el aroma, o si le es indiferente.

Otra herramienta fundamental para la ecología química es la cromatografía de gases. Esta tecnología permite separar las moléculas que hay en una muestra de aire, tomada por ejemplo sobre una flor, o del aire que rodea a un insecto. De esta manera, los cromatógrafos de gases del INECOL, operados  por Ana Luisa Kiel, Alma Altúzar y Sandra Rocha, nos permiten obtener información sobre la naturaleza de las moléculas que emite un organismo, las cuales son analizadas en sofisticados detectores.  Los componentes ya separados en el cromatógrafo también se pueden utilizar para alimentar un electroantenógrafo, donde se mide eléctricamente la respuesta de las antenas de un insecto a las señales químicas.

Un importante proyecto que actualmente se lleva a cabo en el INECOL se enfoca en la búsqueda de compuestos repelentes o atrayentes para manejar un pequeño escarabajo plaga, que está causando estragos matando árboles en los bosques de Estados Unidos, y tememos que pronto podría llegar a nuestro país. Los doctores Larissa Guillén, Andrea Birke, Martín Aluja y yo mismo, estamos buscando cómo influenciar químicamente estos escarabajos para alejarlos de nuestros árboles, buscando compuestos atrayentes o repelentes en plantas, hongos y bacterias. En el futuro, vamos a estudiar los receptores en sus antenas y en sus patas, para diseñar compuestos aún más efectivos. Estas investigaciones se enmarcan en un proyecto que incluye a más de 50 investigadores de al menos 12 instituciones de investigación, el Clúster Científico y Tecnológico BioMimicÒ, cuya sede es el INECOL.

 

Fotografía

  • Escarabajo Xyleborus glabratus. (Luis Alberto Cruz Silva)
28 Feb 2024 06:33
Desparasita a tu perro y cuida tú salud

Desparasita a tu perro y cuida tú salud

Karla L. Tapia-Fierro y Andrés M. López

Red de Biología y Conservación de Vertebrados

Desparasita a tu perro continuamente para cuidar su salud y la de [ ... ]

Leer más...
27 Feb 2024 09:00
Dengue ¿cómo y quién lo transmite?

Dengue ¿cómo y quién lo transmite? métodos alternativos de control

Mireysi Torres Carrera, Luis Arturo Ibarra Juárez y Nicolaza Pariona Mendoza

Red de Estudios Moleculares Avanzados

El Dengue [ ... ]

Leer más...
26 Feb 2024 06:43
Contando y midiendo las costas

Contando y midiendo las costas 

M. Luisa Martínez

Red de Ecología Funcional

Las costas representan una estrecha franja en el mundo y en México, pero son el hogar del 40% de la población mundial, [ ... ]

Leer más...
22 Feb 2024 08:47
Beneficios de los hongos del suelo en la producción agrícola

Beneficios de los hongos del suelo en la producción agrícola:

Hongos solubilizadores de fósforo y micorrícicos arbusculares

Rosa María Arias Mota y Gabriela Heredia Abarca

El estudio de la agricultura [ ... ]

Leer más...
21 Feb 2024 07:25
Bacterias benéficas frente a la contaminación por metales pesados

Bacterias benéficas frente a la contaminación por metales pesados

Jaqueline de Jesús Jiménez Jiménez y Randy Ortiz Castro

Red de Estudios Moleculares Avanzados

La contaminación por metales pesados [ ... ]

Leer más...
20 Feb 2024 07:19
Papas agroecológicas, una solución a la contaminación

Papas agroecológicas, una solución a la contaminación

Gloria Carrión, Damaris Desgarennes y J. Francisco Castillo Esparza

Red de Biodiversidad y Sistemática

El uso de productos biológicos para [ ... ]

Leer más...
19 Feb 2024 09:12
Carbono en humedales urbanos de montaña

Carbono en humedales urbanos de montaña

María Elizabeth Hernández Alarcón y María Leticia Monge González 

Red de Manejo Biotecnológico de Recursos

El cambio climático es causado por las emisiones [ ... ]

Leer más...
15 Feb 2024 09:12
En la cuerda floja: el cableado eléctrico y la fauna silvestre

En la cuerda floja: el cableado eléctrico y la fauna silvestre

Ana Luisa Gómez Sánchez1, Juan José Barrios Gutiérrez1, Carlos Daniel Pinacho Pinacho2, Sonia Gallina-Tessaro3, Andrés M. López-Pérez3

Actualmente [ ... ]

Leer más...
14 Feb 2024 07:46
Mensajes invisibles: la comunicación química de los insectos

Mensajes invisibles: la comunicación química de los insectos

Patricia Romero Arellano y Viridiana Vega Badillo 

Los semioquímicos son un conjunto de sustancias químicas que transmiten información [ ... ]

Leer más...
13 Feb 2024 09:50
¿Quién fue el naturalista oficial del H.M.S. Beagle?

¿Quién fue el naturalista oficial del H.M.S. Beagle?

Alejandro Espinosa de los Monteros

Biología Evolutiva

Para conmemorar los 215 años del natalicio de Darwin, recuento una serie de sucesos que [ ... ]

Leer más...
09 Feb 2024 07:22
Xicotli data: acciones de ciencia abierta en pro de los polinizadores nativos

Xicotli data: acciones de ciencia abierta en pro de los polinizadores nativos

Equipo “Xicotli data”*

La crisis de la polinización no sólo se debe a los efectos negativos que tienen las acciones [ ... ]

Leer más...
08 Feb 2024 08:14
Cuando la luna se come al sol

Cuando la luna se come al sol

José G. García-Franco

Red Ecología Funcional

Los eclipses han maravillado al hombre desde la antigüedad. Eran considerados presagios de calamidades. Actualmente los [ ... ]

Leer más...
07 Feb 2024 06:51
Sismicidad en México

Sismicidad en México

Alexandro Medina Chena, Laura Alejandra Barradas Sánchez y Rafael Villegas Patraca

USPAE 

Desde el centro de la Tierra hasta su superficie, hay una distancia promedio de 6371 [ ... ]

Leer más...
02 Feb 2024 07:45
Helecho espada, invasor del Trópico Americano

Helecho espada, invasor del Trópico Americano

Salvador Gonzalez de León, Claudio Mota Vargas, Cristian Pinzón y Oscar Briones

Un helecho asiático se ha dispersado por América en especial en los [ ... ]

Leer más...
02 Feb 2024 06:54
Genes de resistencia a los antibióticos

Genes de resistencia a los antibióticos

Antonio Acini Vásquez-Aguilar

Red de biología evolutiva

La resistencia a los antibióticos es un problema salud pública global y es resultado del uso inadecuado [ ... ]

Leer más...
01 Feb 2024 08:51
Agua embotellada ¿qué tan pura es?

Agua embotellada ¿qué tan pura es?

Fabiola López Barrera, Robert Manson y Jorge Córdova Nieto 

¿Qué hay en una botella de plástico con agua? Estudios recientes muestran que contienen micro y [ ... ]

Leer más...
29 Ene 2024 07:23
La historia natural de las plántulas

La historia natural de las plántulas

Jorge González Astorga

Las plántulas son el resultado inmediato de la germinación, siendo la etapa del ciclo de vida que contiene el potencial para el desarrollo [ ... ]

Leer más...
25 Ene 2024 10:33
Las visitas guiadas: historias plantásticas en un jardín botánico

Las visitas guiadas: historias plantásticas en un jardín botánico

Orlik Gómez García

Las visitas guiadas a los jardines botánicos recrean los conocimientos científicos y los expresan de manera [ ... ]

Leer más...
23 Ene 2024 10:13
Tradición y ciencia: el uso de plantas con propiedades medicinales

Tradición y ciencia: el uso de plantas con propiedades medicinales 

Erika Valencia-Mejía, Juan L. Monribot-Villanueva, José A. Guerrero-Analco, Abraham Vidal-Limón

Red de Estudios Moleculares Avanzados

Históricamente, [ ... ]

Leer más...
22 Ene 2024 09:38
Huracanes ¿cómo disminuir su impacto?

Huracanes ¿cómo disminuir su impacto?

Sonia Morán-Rodríguez, A. Emmanuel Zúñiga-Tovar y Raymundo Dávalos-Sotelo 

Huracanes, daños, población expuesta

La magnitud de los daños y pérdidas [ ... ]

Leer más...
19 Ene 2024 07:09
Paso a pasito, ¡me estreso poquito!

Paso a pasito, ¡me estreso poquito!

Carolina Valdespino, Sergio Albino, Sonia Gallina y Alberto González

Red de Biología y Conservación de Vertebrados

Además de permitir la comparación del efecto [ ... ]

Leer más...
18 Ene 2024 07:21
Usando el sol para reducir el daño a mangos por moscas de la fruta

Usando el sol para reducir el daño a mangos por moscas de la fruta

Larissa Guillén y Martín Aluja

Describimos cómo aprovechando la luz solar se puede disminuir el ataque de un insecto a los valiosos [ ... ]

Leer más...
17 Ene 2024 07:12
El Chichimoco: especie emblemática que “ya casi no se ve”

El Chichimoco: especie emblemática que “ya casi no se ve”

Luis M. García Feria

En 1971, la Organización de las Naciones Unidas para la Educación, la Ciencia y la Cultura (UNESCO) desarrolló [ ... ]

Leer más...
17 Ene 2024 06:46
Registros de grisón en fincas cafetaleras de Veracruz

Registros de grisón (Galictis vittata) en fincas cafetaleras de Veracruz, ¿buena noticia para todos?

José Luis Torres-Aguilar, Armando Contreras-Hernández y Carolina Álvarez-Peredo

Red de Ambiente [ ... ]

Leer más...
07 Dic 2023 08:30
Las Ascidias, del subfilo urocordados

Las Ascidias, del subfilo urocordados

Alberto Rísquez Valdepeña

Las ascidias (conocidos también como Tunicados) son un grupo de animales marinos pertenecientes al filo Chordata (Cordados), que también [ ... ]

Leer más...
01 Dic 2023 07:55
Strepsiptera: el octavo orden

Strepsiptera: el octavo orden

Gerardo Quintos-Andrade; Jorge E. Valenzuela González

Los estrepsípteros son un grupo de insectos parásitos, con un modo de vida que pareciera salido de algún relato [ ... ]

Leer más...
01 Dic 2023 07:35
Anestesia: garantía en procedimientos con peces

Anestesia: garantía en procedimientos con peces

Adriana García Vásquez

Red de Biología Evolutiva

¿Sabías que en los peces al igual que en los humanos se usan anestésicos para diferentes procedimientos? [ ... ]

Leer más...
30 Nov 2023 08:27
La ciencia y la protección civil

La ciencia y la protección civil

Francisco Mendoza Fernández

En cualquier parte donde ocurre algún evento catastrófico, donde se percibe una condición de peligro inminente, o se alerta de algún [ ... ]

Leer más...
30 Nov 2023 08:25
¿Por qué no “vemos” las plantas?

¿Por qué no “vemos” las plantas?

Josué Román Vázquez1 y Brenda Yudith Bedolla García2

La ceguera vegetal es un problema biológico-social que pone énfasis en nuestro aparente desinterés [ ... ]

Leer más...
29 Nov 2023 09:48
Explorando la naturaleza a través del deporte

Explorando la naturaleza a través del deporte

Guillermo López Escalera Argueta

Oficina de comunicación

¿Alguna vez te has preguntado cómo la práctica de deportes en la naturaleza ha influido [ ... ]

Leer más...
29 Nov 2023 07:37
Cambios en la capacidad de los paisajes cafetaleros para conservar la biodiversidad

Cambios en la capacidad de los paisajes cafetaleros para conservar la biodiversidad

Robert H. Manson1, Vinicio Sosa Fernández1 y Carlos Cerdán Cabrera2 

La capacidad de albergar la biodiversidad [ ... ]

Leer más...
28 Nov 2023 10:13
Una sinfonía matemática en la naturaleza

Una sinfonía matemática en la naturaleza

Gerson D. Alducin Chávez

La geometría tiene dos grandes tesoros: uno es el teorema de Pitágoras, y el otro la división de una línea en la proporción [ ... ]

Leer más...
28 Nov 2023 08:53
Agua: cultura del bien común

Agua: cultura del bien común

Indra Morandin Ahuerma

Este artículo aborda la crisis global del agua, proponiendo una cultura basada en la ética, ecología y diálogo de saberes para la sustentabilidad.

Leer más...
27 Nov 2023 10:33
La vida, de moléculas a continentes

La vida, de moléculas a continentes

Mauricio Arturo Juárez-Fragoso*, Avril Manrique-Ascencio**, Sonia Itzel Papaqui-Bello, Emma Andrea Gómez-Mendoza, María Angélica Ramírez-Solano, Miriam M. García-Rodríguez, [ ... ]

Leer más...
24 Nov 2023 07:28
Cultivo de hongos comestibles en una comunidad rural de Veracruz, alternativa para la soberanía alimentaria

Cultivo de hongos comestibles en una comunidad rural de Veracruz, alternativa para la soberanía alimentaria

Rodolfo Ángeles, Dulce Salmones, Rigoberto Gaitán-Hernández, Zelene Durán, Carlos Ortega [ ... ]

Leer más...
24 Nov 2023 07:03
Plantas especializadas a suelos calizos y suelos volcánicos

Plantas especializadas a suelos calizos y suelos volcánicos 

Elda Catalina Flores-Galván y Klaus Mehltreter

Red de Ecología Funcional 

Existe una enorme diversidad de suelos y de plantas [ ... ]

Leer más...
23 Nov 2023 08:30
La colección nacional de cícadas del Jardín Botánico Francisco Javier Clavijero

La colección nacional de cícadas del Jardín Botánico Francisco Javier Clavijero

Jorge González-Astorga1 y Carlos Iglesias2

La colección nacional de cícadas del Jardín Botánico Francisco Javier [ ... ]

Leer más...
23 Nov 2023 08:01
¿Un futuro preocupante para el sector cafetalero de México?

¿Un futuro preocupante para el sector cafetalero de México?

Robert H. Manson

Se espera una caída importante en el capital natural de los paisajes cafetaleros de México si no hay cambios importantes [ ... ]

Leer más...
22 Nov 2023 08:25
Eco ansiedad: los efectos poco conocidos del cambio climático

Eco ansiedad: los efectos poco conocidos del cambio climático

Betsabé Ruiz-Guerra1, Juana Cristina Zepeda-Díaz2 y Armando Aguirre-Jaimes3

Las consecuencias del cambio climático pueden impactar psicológicamente [ ... ]

Leer más...
22 Nov 2023 07:42
Historias de vida: zorro gris

Historias de vida: zorro gris Urocyon cinereoargenteus 

Carolina Valdespino1, Sergio Albino1 y Arantxa Huerta-Arvizu2

En este 2023, el INECOL fue testigo de la presencia en una de las áreas protegidas [ ... ]

Leer más...
Artículos anteriores