Animales metalizados
No sabemos con certeza cuando aparecieron los primeros animales, aunque las estimaciones más fiables sitúan su origen unos 600-650 millones de años antes del presente. Lo que sí sabemos es que muchos grupos de animales desarrollaron esqueletos mineralizados hace unos 550 millones de años. Esto incrementó la presencia en el registro fósil y contribuyó a la “explosión cámbrica”, una rápida diversificación evolutiva en la que aparecieron la mayoría de los grandes filos animales en un periodo relativamente breve.
La mayoría de los esqueletos mineralizados utilizan el carbonato cálcico, muy abundante en la naturaleza y fácil de manejar por los seres vivos. La sílice (dióxido de silicio) aparece en las espículas de muchas esponjas. Los vertebrados fuimos originales en este aspecto, y nuestro esqueleto se mineralizó desde el principio con hidroxiapatito, una variedad de fosfato cálcico.
Existen otras posibilidades de mineralización basadas en metales de transición, concretamente hierro, manganeso o zinc. Los artrópodos, en particular, han recurrido a estos elementos para reforzar su cutícula quitinosa. Como vemos en la figura 1, estos metales se localizan en la cutícula de varios grupos de insectos, miriápodos, escorpiones y arañas. Los crustáceos, en cambio, optaron preferentemente por la mineralización con carbonato cálcico. Vamos a centrarnos en tres casos especialmente llamativos del uso de metales de transición por parte de animales.
El caracol volcánico (Chrysomallon squamiferum), descubierto en 2001, habita surgencias hidrotermales del océano Índico. Además de su caparazón, los laterales de su pie están cubiertos de escleritos calcáreos imbricados. Los ejemplares de Chrysomallon que habitan la surgencia hidrotermal de Kairei tienen caparazón y escleritos cubiertos por sulfuro de hierro en forma de pirita (FeS2) o greigita (Fe2+Fe3+2S4), lo que les da un curioso color dorado o negro (Figura 2). Otras poblaciones, en cambio, carecen de estos minerales, y son de color claro. Lo que tiene de especial la surgencia de Kairei es la altísima concentración de hierro en el agua (3450 mM, unos 0,2 gramos por litro). Este vídeo describe las peculiaridades de Chrysomallon:
Según un reciente artículo, la explicación más plausible de la metalización de Chrysomallon tiene que ver con un curioso órgano, la glándula esofágica, colonizado por bacterias sulfuro-oxidantes. El caracol proporciona a las bacterias iones sulfuro (HS–) para que proliferen y le sirvan de alimento[1]. La disponibilidad de sulfuro en el fluido sanguíneo del caracol provoca una reacción controlada con los abundantes iones de hierro del agua circundante, formando precipitados de sulfuro de hierro.
Los quitones son moluscos del grupo de los poliplacóforos, frecuentes en las zonas intermareales de nuestras costas. Como otros moluscos, los quitones cuentan en su boca con una rádula formada por hileras de dientes quitinosos con los que raspan las rocas para obtener alimento (Figura 3). Recientemente se ha comprobado que estos dientes están reforzados por la presencia de magnetita (óxido de hierro, Fe3O4). Esto les confiere una dureza de 6 en la escala de Mohs, similar a la del feldespato y por encima del apatito y el esmalte dentario (dureza 5). Se trata, por tanto, del tejido más duro elaborado por los seres vivos[2]. Recientemente se ha descrito que una proteína (RTMP1, Radular Teeth Matrix Protein 1) controla la formación de magnetita a temperatura ambiente. Esto no es excepcional, animales como aves migratorias, insectos o peces sintetizan minúsculos cristales de magnetita (50-100 nanómetros) para detectar el campo magnético terrestre. Pero sí es única entre los seres vivos la producción masiva de magnetita como refuerzo esquelético.
Otro sorprendente descubrimiento relativo a los quitones, en particular al quitón gigante (Cryptochiton stelleri) fue que la base de sus dientes estaba reforzada por otro mineral, la santabarbaraíta, un mineral de fosfato de hierro nunca antes encontrado en los seres vivos.
Por último, nos referiremos a un reciente estudio sobre el refuerzo metálico de los aguijones y pinzas de los escorpiones. Utilizando especímenes de museo, microanálisis por rayos X y láser, investigadores del Instituto Smithsoniano y de la Universidad de Queensland han mostrado la presencia de hierro, zinc y manganeso en aguijones y pinzas de 18 especies de escorpiones (Figura 4). De estos metales, el zinc fue el más utilizado, alcanzando concentraciones superiores al 1% en la cutícula. El hierro solo se detectó en las pinzas y el manganeso solo en el aguijón. Como era de esperar, la mayor concentración metálica se registró en las pinzas o en el aguijón venenoso dependiendo de la estrategia depredadora de la especie.
En conclusión, sin ser frecuente, la utilización de metales de transición como refuerzo estructural es un recurso que ha sido explotado eventualmente por animales muy diversos.
Referencias
Lesley R. Brooker and Jeremy A. Shaw (2012) The Chiton Radula: A Unique Model for Biomineralization Studies. In Advanced Topics in Biomineralization. InTech. doi: 10.5772/31766
Campbell, S.I.D., Vicenzi, E.P., Lam, T. et al. (2026) Heavy metal predators: diverse elemental enrichment across the weapons of scorpions. J. R. Soc. Interface. doi: 10.1098/rsif.2025.0523.
Notas:
[1] Como hacen los siboglínidos, otros habitantes de las surgencias hidrotermales, y de los que ya tratamos en otro artículo.
[2] En teoría, la sílice de las esponjas sería más dura, pero al ser amorfa, no cristalina, y estar combinada con proteínas y agua, es menos resistente que la magnetita.
Sobre el autor: Ramón Muñoz-Chápuli Oriol es Catedrático de Biología Animal (jubilado) de la Universidad de Málaga.
