Waaaay tl; dr: En parte, creo que este patrón aparente es realmente una consecuencia de los patrones de filogenia y diversidad que podrían no estar estrictamente relacionados con una simple explicación de “por qué”. Sin embargo, creo que la alta tasa metabólica de los mamíferos y las aves, el hecho de que la mayoría de los mamíferos y las aves son activos en lugar de los depredadores sentados y esperar, y el hecho de que muchos mamíferos y aves se alimentan de presas mucho más pequeñas que ellos, podrían limitar La utilidad y la necesidad del veneno al menos como una adaptación depredadora.
Estoy de acuerdo con Marc en que la respuesta a esta pregunta probablemente involucra varios factores y él, como se articula, es uno de los más importantes. Voy a intervenir con algunos puntos adicionales.
Primero una advertencia: generalmente es mucho más fácil (y más fructífero) investigar “cómo” evolucionó una característica particular (es decir, vías genéticas y de desarrollo subyacentes, morfología funcional y compensaciones, secuencia de evolución de rasgos dentro de un linaje) que intentar responder ” por qué “algo evolucionó. Los argumentos en la última categoría a menudo corren el riesgo de combinar la función adaptativa actual con los factores adaptativos, históricos y filogenéticos originales que influyeron en el surgimiento de una adaptación particular. En el peor de los casos, pueden convertirse en historias “justas” que parecen tan lógicamente satisfactorias que nadie se molesta en probarlas y evaluarlas críticamente. Aún es más difícil responder “por qué” una característica particular no evolucionó ya que esencialmente estamos lidiando con evidencia negativa.
Eso no quiere decir que tales preguntas no sean interesantes y potencialmente una vía hacia hipótesis comprobables, solo un recordatorio de que solo porque una respuesta parezca lógica y satisfactoria no significa que sea correcta (¡o incluso comprobable!)
WWSJGS *: Creo que los factores históricos / filogenéticos son importantes aquí. El veneno no se distribuye uniformemente en el árbol de la vida, pero parece concentrarse en clados particulares. Como señala Marc, los estudios genéticos ahora indican que el veneno probablemente evolucionó una vez entre los escuamatos (serpientes y lagartijas venenosas), aunque esta hipótesis aún se discute por motivos morfológicos.
El veneno ha evolucionado al menos una vez, y más probablemente varias veces, entre mamíferos: ornitorrinco, solenodones, musarañas, loris (aunque este último es extraño porque lame una glándula tóxica en su brazo para “armarse” con veneno). Ha habido afirmaciones de estructuras consistentes con ser venenosas entre algunos mamíferos fósiles, pero estas se debaten.
Aparentemente, el veneno nunca ha evolucionado entre las aves, o sus parientes vivos más cercanos, los cocodrilos. Hay un reclamo de veneno muy cuestionable en el dinosaurio Sinornithosaurus. Aparentemente, el veneno nunca ha evolucionado entre las tortugas que pueden (o no) estar estrechamente relacionadas con el clado pájaro-dinosaurio-cocodrilo (archosaurios). Muchos anfibios son venenosos, pero solo un grupo de salamandras es capaz de inyectar este veneno en un atacante al extruir costillas a través de la pared del cuerpo [!!!].
Entonces, entre los tetrápodos, el veneno ha evolucionado un puñado de veces (y en realidad tal vez con mayor frecuencia entre los mamíferos que los reptiles), pero solo entre los venenosos cuadrados se diversificaron notablemente los clados venenosos. Esto nos da la impresión de que “muchos” reptiles son venenosos, lo cual es cierto pero aparentemente impulsado por patrones de diversificación que pueden (o no) estar relacionados con el valor adaptativo del veneno mismo.
Los artrópodos son un grupo más antiguo que los tetrápodos y la adquisición de veneno se encuentra en la base de varios clados diversos, y, por supuesto, los artrópodos en su conjunto son muy diversos. No desempacaré la filogenia, la diversidad y la evolución del veneno entre los artrópodos, pero sospecho que nuevamente están en funcionamiento algunos factores históricos que serían difíciles de desenredar de factores estrictamente adaptativos, fisiológicos o ecológicos.
Tenga en cuenta que he evitado específicamente la mención de todos los clados venenosos de vertebrados e invertebrados marinos. Una discusión “completa” de los porqués y por qué los no venenos tendrían que abordarlos, pero no se mencionaron en la pregunta original y esta respuesta ya es demasiado larga.
Mi historia “Just-so”:
OKAY. Con todo eso fuera de su camino, llámame Dr. Pangloss y vamos a sumergirnos.
Creo que dos factores podrían ser realmente importantes aquí y ambos están relacionados con puntos ya planteados por Marc.
1) Niveles de actividad / metabolismo / estrategias depredadoras: la mayoría de los reptiles y artrópodos venenosos son depredadores “sentarse y esperar”, aunque las avispas / abejas / hormigas y quizás los ciempiés son excepciones notables. Venom es particularmente útil para emboscar a los depredadores porque les permite desactivar rápidamente la presa móvil en el momento del primer encuentro (al menos cuando los objetos de presa son relativamente pequeños). Muy pocos mamíferos y aves (si es que hay alguno) adoptan esta estrategia depredadora, tal vez porque sus altos niveles de actividad metabólica requieren una alimentación más regular que la disponible para emboscar a los depredadores que potencialmente podrían pasar días o más sin una comida.
Tenga en cuenta que esta explicación es potencialmente un poco circular: ¿es que las aves y los mamíferos no son depredadores de emboscada porque tienen altas tasas metabólicas o se requieren altas tasas metabólicas porque son recolectores móviles activos? Además, muchas tortugas, y la mayoría (¿todas?) De cocodrilos vivos son depredadores sentados y esperando, pero ninguno de ellos ha desarrollado veneno.
2) Tamaño absoluto y relación de tamaño de depredador-presa: la mayoría de los artrópodos venenosos son pequeños (al menos usan aves y mamíferos como punto de referencia), y se alimentan de presas que a menudo son casi tan grandes (o incluso más grandes) que ellos. El veneno es una herramienta excelente en estas circunstancias: si su objeto de presa es lo suficientemente pequeño como para que el veneno pueda matarlo o desactivarlo en unos minutos o menos, pero lo suficientemente grande en relación con su propio tamaño que podría ser difícil de enviar mecánicamente. El veneno tiene el beneficio adicional de paralizar a la presa, pero potencialmente le permite sobrevivir durante algún tiempo, lo que es útil para las arañas y las avispas que suministran recursos alimenticios en el futuro.
Las serpientes y lagartos venenosos tienden a ser de tamaño moderado (aunque algunos son bastante grandes) y muchos se alimentan de pequeñas aves y mamíferos que pueden ser despachados efectivamente por el veneno: la alta tasa metabólica de las aves y los mamíferos ayuda con esto, ya que la sangre circula más rápidamente que en la mayoría de los ectotermos.
Los mamíferos y las aves, por otro lado, a menudo son bastante grandes (aunque obviamente muchos son relativamente pequeños) y se alimentan de presas que a menudo son mucho más pequeñas de lo que son y / o demasiado grandes para que el veneno sea una herramienta depredadora efectiva. Es interesante que los mamíferos que probablemente usan veneno para despachar presas sean insectívoros de cuerpo relativamente pequeño. Las musarañas probablemente usen veneno para paralizar las presas de invertebrados que luego pueden almacenarse en caché y consumirse más tarde.
Mientras escribo esta respuesta, se me ocurre que el veneno como herramienta de defensa es mucho más común entre los animales acuáticos que los animales terrestres. No estoy seguro de por qué … ¡pero esa es otra pregunta!
* ¿Qué diría Steve J Gould?
