Aunque parezca mentira, no todos los insectos nos perjudican; es más, la mayoría no lo hacen. Pero hay especies que pueden causar graves daños, tanto de índole sanitario como económica. Esa es la razón por la que se han realizado numerosas investigaciones, principalmente durante la segunda mitad del siglo XX, en busca de sustancias que sirvan para combatir las epidemias que ocasionan.

Los primeros insecticidas de síntesis se produjeron en la década de los cuarenta y durante veinte años se desarrollo un importante esfuerzo para sintetizar diversos compuestos químicos. Los esfuerzos resultaron ser exitosos, ya que los insecticidas que se llegaron a comercializar durante esos años cumplieron a las mil maravillas el objetivo perseguido. De hecho, lo cumplieron tan bien, que en la actualidad está prohibido el uso de varios de ellos y el de otros está muy regulado debido a los problemas de toxicidad que han generado. Claro que, en esto también, hay diferencias entre países. ¿Pero qué es lo que tienen esas sustancias para resultar tan dañinas?

Los insecticidas denominados convencionales están basados en compuestos que son dañinos para los animales. Hay cuatro grupos principales: organoclorados, organofosfatos, carbamatos y piretroides[1]. Son sustancias muy efectivas ya que su modo de acción está basado en sus efectos sobre el sistema nervioso. De hecho, desorganizan el sistema de coordinación y control de los insectos.

Para ser precisos, organoclorados y piretreidos afectan al impulso nervioso, de manera que obstaculizan la generación y transmisión de señales nerviosas. En lo esencial, un impulso nervioso consiste en un cambio transitorio en la polaridad eléctrica de la membrana del axón neuronal, -al que se denomina despolarización-, que se desplaza desde el cuerpo de la neurona (desde su cono axónico, para ser más precisos) hasta las dendritas. Esa despolarización transitoria ocurre debido a la apertura y posterior cierre secuencial de unos canales de sodio (primero) y de potasio (después) cuyo estado, abierto o cerrado, depende a su vez del potencial de la membrana; esto es, son canales dependientes de voltaje. Pues bien, el efecto de organoclorados y piretreidos está basado en que obstaculizan el normal funcionamiento de esos canales de sodio dependientes de voltaje.

Sin embargo, la acción de carbamatos y organofosfatos es distinta y se basa en que limitan la actividad de la enzima acetilcolinesterasa. La acetilcolina es un neurotransmisor, un mensajero químico que transmite señales desde las dendritas de una neurona hasta una célula muscular con la que establece conexión sináptica; esas señales dan lugar a la contracción del músculo. El neurotransmisor es liberado desde la dendrita a la hendidura sináptica, desde donde se une al receptor en la célula muscular. Las moléculas de neurotransmisor se podrían unir a sus receptores una y otra vez, de forma que estarían ejerciendo su efecto de forma permanente, si no fuera porque tras un periodo de tiempo muy breve, son inactivadas en la hendidura sináptica debido a la acción de la enzima que acabamos de citar, la acetilcolinestarasa, que hidroliza las moléculas de acetilcolina. Así pues, en condiciones normales esa enzima se ocupa de finalizar la transmisión sináptica. Ahora bien, si la enzima en cuestión ve limitada su acción por el efecto de organofosfatos o carbamatos, entonces las moléculas de acetilcolina no dejarán de unirse con sus receptores, con lo que se provocará una hiperestimulación del músculo, esto es, su contracción permanente y, por lo tanto, parálisis muscular.

En la entrada “Botox”, además de ocuparnos de los efectos de la toxina botulínica, vimos que el veneno del arácnido “viuda negra” provocaba la liberación permanente de acetilcolina y, en consecuencia, contracción muscular permanente y parálisis también. En el caso que nos ocupa aquí, sin embargo, la liberación del neurotransmisor es normal, pero su actuación está muy magnificada debido a que la tarea de la acetilcolinesterasa ha sido dañada.

Como puede deducirse de lo dicho hasta ahora, el efecto de estos insecticidas es universal, y ese es, precisamente, su principal problema. No diferencian entre insectos perjudiciales y no perjudiciales; ni siquiera diferencian entre insectos y otros animales. La única forma de limitar el ámbito de actuación de estos insecticidas es ajustando la dosis, ya que teniendo en cuenta que los insectos son animales pequeños, la dosis que ha de utilizarse es relativamente baja; eso limita el daño que puede causarse a los animales de mayor tamaño, pero es inespecífico con los que son similares o de menor tamaño que los insectos con los que se pretende acabar. Así pues, hay un enorme margen para generar “daños colaterales”.

Por otro lado, la mayoría de estas sustancias son muy insolubles en agua, lo que dificulta su eliminación por parte de los organismos. Como consecuencia de ello, suelen acumularse con facilidad en los tejidos, por lo que se transfieren, acumulándose, a lo largo de la cadena trófica. Algunos permanecen largo tiempo en las zonas en que se han aplicado o en sus inmediaciones. Teniendo en cuenta todo lo dicho, se entiende con facilidad que el uso generalizado de estos insecticidas durante varias décadas haya provocado graves daños ecotoxicológicos.

Las cosas no acaban ahí, porque otra de las consecuencias de su uso durante largo tiempo es que han surgido variedades resistentes a los insecticidas, y eso hace que la guerra contra esas variedades sea cada vez más difícil. El ejemplo más cercano entre nosotros de ese fenómeno lo tenemos con los piojos. Cada vez es más difícil eliminar los piojos que aprecen con frecuencia creciente en el cuero cabelludo y pelo de nuestros escolares, porque el uso de diferentes tratamientos ha acabado ocasionando una gran resistencia a los insecticidas entre los piojos. Por esa razón es tan importante no realizar tratamientos “preventivos”. Sólo hay que recurrir al uso de insectidas cuando no hay más remedio.

Teniendo en cuenta estos problemas, en la actualidad hay un gran interés en el desarrollo de insecticidas limpios, los denominados “biológicos” o “ecológicos”, cuya principal característica debiera ser su especificidad.

Aristóteles, en su “Investigación sobre los animales”, nos dice, refiriéndose a la respiración, lo siguiente: “De entre los animales terrestres, unos absorben el aire y lo expulsan (procesos que se llaman inspiración y espiración), como por ejemplo, el hombre y todos los animales terrestres que tienen pulmones; otros no toman el aire, pero viven y encuentran su alimento en tierra, como por ejemplo, la avispa, la abeja y los demás insectos. Llamo insectos a los animales cuyo cuerpo presenta segmentos, ya sobre la espalda, ya en ésta y en la barriga.”

Aristóteles sabía mucho de animales. De hecho, está considerado como el primer naturalista y bastante de lo que dejó escrito sobre algunos aspectos de la biología de los animales casi no ha sufrido modificaciones a lo largo de siglos. No obstante, aunque tuvo bastante acierto con la observación relativa a los insectos reproducida más arriba, su acierto no fue completo.

Los insectos no tienen pulmones. Esa es una de las características más singulares del grupo. Su aparato respiratorio consiste en un sistema traqueal. Es un sistema formado por un conjunto de invaginaciones o tubos que parten de sendos orificios en la superficie exterior y que penetran en el interior del organismo, a la vez que se van ramificando de forma progresiva. Cada uno de los tubos que parten de la superficia es una tráquea y conforme se van ramificando se convierten en traqueolas. El aire entra en la tráquea por el orificio exterior y va penetrando por las traqueolas; conforme se ramifican para dar lugar a nuevas traqueolas, éstas se hacen cada vez más delgadas, hasta el punto de que cada célula acaba recibiendo una traqueola, su traqueola. En la proximidad del punto de contacto con la célula, la traqueola contiene un pequeño volumen de líquido, que es en el que se disuelve el oxígeno que llegado procedente del exterior, y del que difundirá, de forma disuelta, a la célula en contacto con la traqueola.

Para completar la descripción del sistema debemos citar otros dos elementos. Por un lado, -y este es el aspecto en que Aristóteles no acertó-, en algunas especies, y gracias a una actividad muscular específica, puede haber una cierta actividad ventilatoria; así pues, se puede considerar que en los insectos se puede producir una cierta inspiración, aunque no sea un rasgo general. Y por otro lado, son capaces de cerrar las tráqueas mediante unas estructuras denominadas espiráculos. El poder cerrar las tráqueas tiene su importancia, dado que permite evitar la evaporación del agua contenida en el fondo de las traqueolas de manera que no pierdan excesiva cantidad de agua de esa forma.

Hasta ahora no he aludido en ningún momento al sistema circulatorio, porque éste no desempeña ninguna función relacionada con la respiración de los insectos. Así pues, el circulatorio y el traqueal son sistemas independientes, no interaccionan y, por ello, en lo relativo a estas cuestiones, el grupo de los insectos constituye una excepción entre los animales que tienen órganos diferenciados. Ahora bien, parece ser que el hecho de tener un sistema respiratorio tan singular obliga a estos animales a pagar un cierto precio. Veamos en qué consiste ese precio.

Por simples razones de geometría del sistema traqueal, éste no permitiría proveer de oxígeno a todas las células de un organismo por encima de un cierto tamaño corporal. Así pues, el precio consiste en el tamaño máximo alcanzable por un insecto. Sin esa limitación el mundo no sería, seguramente, como lo conocemos e incluso, la especie humana ni siquiera hubiera llegado a aparecer en el planeta. ¿O podríamos acaso imaginar un planeta lleno de insectos de nuestro tamaño? Hemos podido ver insectos, avispas y hormigas gigantes, de ese tamaño en películas de ciencia ficción; resulta de lo más desasosegante.

Pero analicemos la cuestión desde otro punto de vista. Toda esta historia no sería más que una anécdota sin demasiada importancia si no fuera por el hecho, en absoluto baladí, de que tanto por el número de especies, como por el número de individuos, los insectos son, con gran diferencia, el grupo animal más abundante. La mayoría de los animales son insectos y, por lo tanto, podemos decir, sin temor a equivocarnos, que la mayoría de los animales no necesitan un sistema circulatorio para que intermedie en todos los intercambios con el exterior, puesto que no interviene en el intercambio de gases respiratorios. Es, sin ninguna duda, otra forma de respirar.

Algunos animales presentan formas de resistencia gracias a las cuales pueden mantenerse con vida a temperaturas extremadamente altas. Ahora bien, se trata de formas especiales, incompatibles con modos de vida normales y de hecho son harto infrecuentes. Lo normal es que por encima de ciertos límites la temperatura sea un factor letal. Pero ¿a qué temperatura sobreviene la muerte de un animal por calor?

La respuesta a esa pregunta es distinta dependiendo de si se trata de animales terrestres o de animales acuáticos. En general, en el medio terrestre tienen lugar variaciones de temperatura más frecuentes e intensas y, por lo mismo, las temperaturas extremas son superiores en él. Entre los animales terrestres, las temperaturas letales superiores más altas se encuentran en torno a los 50 ºC, pero también hay límites letales superiores algo más bajos. Sin embargo, entre los animales marinos, esos límites térmicos difícilmente llegan a ser superiores a los 30 ºC. Las excepciones a esa norma corresponden a los animales que viven en la zona entre mareas; dado que esa zona presenta características propias de los medios terrestres, las temperaturas letales de los animales intermareales son intermedias, siendo más altas las de aquellos que pasan más tiempo fuera del agua por ocupar la franja intermareal más alta.

La especie animal que tolera la temperatura más alta que se conoce es la hormiga plateada, una hormiga que vive en entornos desérticos muy cálidos. Cuando se dedica a buscar alimento puede permanecer durante varios minutos a temperaturas alrededor de 54 ºC. De esta especie se puede decir, sin duda, que se encuentra en el límite cálido de la vida.

Ese límite, para algunas especies, es muy estrecho. La avispa japonesa Vespa mandarina es una especie depredadora, pero entre sus presas hay una que le puede complicar la vida sobremanera, hasta el punto de que puede llegar a provocar su propia muerte. Esa peligrosa presa es la abeja japonesa Apis cerana. Desde hacía tiempo se sabía que la avispa podía resultar muerta tras enfrentarse a un grupo de abejas de esa especie, y se creía que las abejas causaban la muerte de la avispa como consecuencia de las picaduras que le propinaban. Sin embargo no es así, sino que utilizan un procedimiento bastante más sofisticado. Veamos cómo se las arregla la pequeña abeja para deshacerse de la avispa grande.

Cuando la avispa ataca a una abeja, el resto de las abejas, en vez de huir, se le acercan y la rodean. Pueden llegar a ser más de 500 las que reponden al ataque de la avispa. En realidad, más que rodearla, lo que hacen las abejas es formar una pelota, dejando a la avispa en su centro. De esa forma, en el interior de la pelota se alcanza una temperatura de 48ºC, temperatura que resulta letal para la avispa.

El límite térmico superior de Vespa mandarina se encuentra en el intervalo entre 44 ºC y 46 ºC y, por lo tanto, 48 ºC es una temperatura excesivamente alta para ella. No lo es, sin embargo, para Apis cerana, ya que su límite térmico superior se encuentra entre 48 ºC y 50 ºC. Así pues, el límite cálido de la vida, como puede comprobarse, puede ser ciertamente estrecho y hay quien, además, es capaz de sacar partido a ese límite.