¿Por qué hay tantas plantas medicinales?

Pregunta

Bastantes especies de plantas se pueden utilizar con fines medicinales . Como ejemplo, Filipendula ulmaria es rica en ácido acetilsalicílico (aspirina).

¡Un alelo que produce una sustancia que es beneficiosa para un depredador no debería fijarse en la población! ¿Por qué hay tantas plantas similares a las drogas?

Pensamientos

Aquí hay algunas hipótesis (intuitivas, poco claras o descabelladas, no exhaustivas y no exclusivas) que se me ocurren:

  1. Porque las plantas quieren que sus semillas sean ingeridas para propagarse

  2. ¿Es porque hay tantas sustancias que afectan nuestra homeostasis que muchas plantas son tóxicas y muchas son saludables solo por casualidad? Las sustancias saludables que contienen no son adaptaciones sino subproductos de la evolución.

  3. Las sustancias que son beneficiosas para nosotros en realidad evolucionaron para repeler a los depredadores. Estas sustancias son tóxicas en altas dosis y por lo tanto son eficaces contra los depredadores que son pequeños o comen muchas plantas (herbívoros). Estas sustancias en dosis bajas en realidad podrían tener un efecto beneficioso. Por ejemplo, una sustancia que hace que la sangre se vuelva más espesa es muy tóxica, excepto si come un poco mientras sangra.

  4. Nosotros (los primates o cualquier taxón que quieras considerar) evolucionamos para aprovechar el entorno que nos rodea. Las sustancias que eran neutrales se volvieron beneficiosas. La ventaja de ser sensibles a varios productos hace que, eligiendo nuestra fuente de alimentación, podamos curarnos. Por lo tanto, al desarrollar la sensibilidad a varias sustancias, nuestro comportamiento puede actuar como un refuerzo de la inmunidad (y otro sistema anti-enfermedad). Si esto es cierto, podríamos esperar que la frecuencia de presencia de una especie de planta afecte la probabilidad de que nuestra homeostasis se vea afectada al comerla.

  5. Selección de linaje. Los linajes que producen sustancias que están activas en el cuerpo de los depredadores de una forma u otra están experimentando muchas fuerzas de selección diferentes debido a estas sustancias. Por lo tanto obtienen una mayor tasa de especiación que otros linajes.

  6. Mantener algunas especies no herbívoras en una población grande (ayudándolas) es la mejor manera de mantener a las especies herbívoras en una población pequeña (debido a la competencia territorial, las relaciones con los depredadores, etc.)

¡Gracias por sus respuestas! Creo que, en términos generales, ambos eligieron la hipótesis 3. Tomemos nuevamente el ejemplo del ácido salicílico. Este ácido tiene un importante efecto farmacológico pero no es utilizado directamente por la planta para defenderse. No es más que una hormona (y no metabolitos sexuados como nicotinas, proantocianidinas, mentoles, cianuros, etc...).
Entonces, ¿por qué Filipendula ulmaria desarrolló una hormona que tiene un efecto farmacológico en humanos (y en todos los mamíferos, supongo, y tal vez incluso en todos los deuterostomados o más)? la hipótesis 3 no proporciona una explicación para los productos químicos que no están involucrados en la toxicidad.
Creo que puede estar cayendo en la trampa de "si está ahí, hay una razón"... ¿Cuántas otras sustancias químicas están presentes en la misma planta que no tienen acción sobre los humanos? El hecho de que un compuesto específico interactúe con una proteína en humanos no significa que haya evolucionado por esa razón. Debes considerar que sa tiene una estructura aromática muy simple, y no es de extrañar que pueda interactuar con otras proteínas además de las endógenas de las plantas. En cualquier caso, cuando se toma en grandes cantidades, sa es tóxico, por lo que en el caso específico, la explicación #3 seguiría siendo válida.
Bueno, no voy a caer en esta trampa. Significaría que una combinación de las hipótesis 2 y 3 son responsables de la presencia de estos químicos.
@ Remi.b: solo para aclarar, un metabolito secundario no se usa necesariamente estrictamente para la defensa, es simplemente un compuesto que no es perjudicial para la planta si no está presente. Por ejemplo, algunos metabolitos secundarios son pigmentos, otros son hormonas y otros participan en el soporte estructural (como las ligninas, derivadas de compuestos fenólicos). En una nota no relacionada, un "metabolito sexondario" (ver su primer comentario) es presumiblemente un error tipográfico freudiano .
@J.AlfredPrufrock ¡Buen punto! gracias

Respuestas (2)

Tal vez la pregunta también se pueda formular, "¿Por qué es común que las plantas produzcan sustancias químicas que poseen efectos farmacológicos o toxicológicos en el hombre y los animales?", y a esa pregunta a menudo se razona que las plantas, al ser fuentes de alimento sésiles y de otro modo indefensas para los depredadores, producen compuestos que afectan la fisiología de los animales de tal manera que no es beneficioso que un depredador los consuma, lo cual está cerca de su tercera hipótesis. Recuerde que el beneficio farmacológico es en gran medida antropocéntrico y relativo. Por ejemplo, un compuesto vegetal que reduce la presión arterial podría usarse como tratamiento para la hipertensión, pero si la planta se consumiera en su estado nativo en una cantidad apreciable, podría causarle un shock, un paro cardíaco, etc.

La mayoría de los compuestos farmacológicamente activos de las plantas comprenden una clase de compuestos conocidos como metabolitos secundarios : intermediarios metabólicos que no están involucrados de manera apreciable con las funciones de crecimiento, respiración, etc. (a menudo interpretados como evidencia de un mecanismo de defensa).

Pruebe este artículo de wikipedia y vea lo que piensa: http://en.wikipedia.org/wiki/Plant_defense_against_herbivory

Las principales clases de metabolitos secundarios en las plantas son: terpenos, que son poliisoprenoides, compuestos fenólicos, incluidos los compuestos polifenólicos, que son un estudio popular en la investigación de productos naturales, y alcaloides (junto con otros compuestos nitrogenados).

+1 por una buena respuesta (y un gran nombre de usuario, es bueno ver a un científico al que le gusta la poesía :)).
Es bueno ver que el artículo de wikipedia cita el artículo de Raven y Ehrlich (que plantea la hipótesis de una coevolución de las defensas químicas de las plantas y el antagonismo de los insectos).

En primer lugar, la mayoría de las plantas u otros medicamentos naturales existían mucho antes de que supiéramos de ellos; No es que las plantas imiten a las drogas, es que las drogas imitan a las plantas.

Para responder a su pregunta de manera sucinta, los compuestos que podemos usar para nuestro propio beneficio médico a menudo hacen otras cosas, simplemente los adaptamos para nuestros propios fines. La penicilina es probablemente el mejor ejemplo. No evolucionó para permitir que los humanos combatieran las bacterias, surgió en los hongos y ayudó a los hongos a atacar las bacterias; simplemente nos lo apropiamos. Similar con compuestos vegetales como taxol (técnicamente hongos de nuevo). Otro buen ejemplo se puede encontrar en mi respuesta reciente sobre el veneno de serpiente . Si bien muchos de esos compuestos son tóxicos para los humanos, son muy similares o incluso idénticos a compuestos que en diferentes dosis pueden ser beneficiosos.

Sustancias como la capsaicina (también conocida como picante) y la cafeína son en realidad irritantes que las plantas usan para prevenir la depredación, pero nosotros, en ciertos usos y dosis, nos volvemos locos por ellas. Lo mismo para las sustancias de la mostaza, el jengibre o la pimienta. ¡ Imagínese todos los productos químicos vegetales o animales que no usamos!

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