Cada segundo se bebe en el mundo más de 20,000 tazas de café.

Tal vez jamás hayas oído hablar de Friedlieb Ferdinand Runge.

Pero este químico alemán del siglo XIX hizo un descubrimiento que afecta como miles de millones de personas en el mundo comienzan su día.

El entonces joven investigador había constatado accidentalmente el efecto de una planta, la belladonna, para dilatar las pupilas. Y el escritor y científico alemán Johan Wolfgang von Goethe quedó tan impresionado que alentó a Runge a analizar las características químicas del café.

El estudio de Runge fue el primero de una larga lista de investigaciones sobre la sustancia psicoactiva más consumida del planeta.

Se estima que cada segundo se beben en el mundo más de 20,000 tazas de café, es decir, 2,000 millones de tazas al día.

Pero los científicos siguen intentando determinar cuál es el origen evolutivo de la cafeína y por qué las plantas la producen.

Miles de compuestos

No sólo las plantas de café producen cafeína.

El químico alemán Friedlieb Ferdinand Runge descubrió la cafeína en el siglo XIX.

También se encuentra en cantidades menores en el té, el mate, e incluso el cacao, por lo que puede ser estimulante comer chocolate.

La cafeína es a su vez uno de los más de ,.000 compuestos químicos producidos fundamentalmente por las plantas y que se conocen como alcaloides.

Además de la cafeína, la lista de alcaloides incluye la cocaína, la heroína, la morfina, la nicotina, la quinina y la salicina, el compuesto derivado del árbol del sauce que es precursor de la aspirina.

Millones de años de evolución

Una de las pistas sobre el origen evolutivo de la cafeína fue revelada en un estudio publicado en la revista Science en 2014.

Las hojas de la planta de café contienen altas concentraciones de cafeína y cuando caen al suelo evitan el crecimiento de plantas competidoras.

La producción de cafeína es resultado de millones de años de evolución, que permitieron a plantas como el café y el té controlar su entorno.

La investigación determinó que la cafeína es producida a partir de un compuesto precursor llamado xantosina.

La planta del café produce enzimas que introducen cambios a la xantosina, agregando o quitando átomos, y el resultado de esos cambios es la cafeína.

Mutaciones

Las enzimas que participan en la producción de cafeína pertenecen a un grupo de enzimas llamadas N-metiltransferasa.

Victor Albert, biólogo de la Universidad de Buffalo, en el estado de Nueva York en Estados Unidos, es uno de los autores del estudio sobre la evolución del café en la revista Science.

La planta de cacao también produce cafeína, una de las razones por las que el consumo de chocolate es estimulante.

Albert determinó que la evolución de la cafeína comenzó con mutaciones del gen de N-metiltransferasa.

Sin embargo, el biólogo descubrió que, en el caso del cacao, las enzimas que producen cafeína no evolucionaron de los mismos antepasados que las enzimas del café.

Según un blog en la revista Nature sobre el estudio, "la cafeína evolucionó dos veces".

En otras palabras, la planta de café produce cafeína usando un conjunto diferente de genes que los hallados en el té y el cacao. Organismos diferentes en la naturaleza llegaron de esa forma al mismo resultado por vías diferentes, en lo que se conoce como "evolución convergente".

La memoria de las abejas

La cafeína "evolucionó mucho antes de que los humanos somnolientos la necesitaran", señala la revista Nature.

Y ese proceso de evolución tuvo probablemente como fin desarrollar un mecanismo de defensa.

Las hojas de la planta contienen altas concentraciones de cafeína y cuando caen al suelo evitan el crecimiento de plantas competidoras.

La cafeína ayuda a las abejas a recordar donde se encuentran las flores de la planta de café.

La cafeína también permite alejar depredadores, ya que en altas concentraciones es tóxica para los insectos.

Pero el compuesto puede tener otras funciones menos letales.

Pequeñas cantidades de cafeína en el néctar de las flores hace más probable que los polinizadores recuerden su aroma y regresen a ellas, según un estudio publicado en la revista Science en 2013.

"Recordar las características de las flores es difícil para las abejas que vuelan rápidamente de flor en flor. Constatamos que la cafeína ayuda a las abejas a recordar donde se encuentran las flores", señaló Geraldine Wright, investigadora de la Universidad de Newcastle en Inglaterra y autora principal del estudio.

Arma de doble filo

En el caso de las abejas, la cafeína no es letal para los enemigos, sino que favorece tanto a la planta como a sus polinizadores.

En otras palabras, el mismo compuesto que puede ser tóxico en altas concentraciones puede ser benéfico en dosis menores.

Y esto sucede también en el caso de los seres humanos.

En 2017, un adolescente en Estados Unidos, David Cripe, murió por problemas cardíacos inducidos por un alto consumo de bebidas energéticas.

Se recomienda no exceder el consumo de 400 miligramos de cafeína o cuatro tazas de café al día. En el caso de las mujeres embarazadas se sugiere no exceder los 200 miligramos.

La agencia reguladora de alimentos y medicamentos de Estados Unidos, Food and Drug Administration o FDA, señala que, para adultos saludables, el consumo de 400 miligramos de cafeína al día, aproximadamente cuatro tazas de café, no está asociado generalmente a efectos peligrosos y negativos.

En el caso de mujeres embarazadas, el Servicio Nacional de Salud de Reino Unido, National Health Service o NHS, recomienda no exceder los 200 miligramos o dos tazas de café diarias.

Dos siglos después del descubrimiento de Friedlieb Ferdinand Runge, los científicos siguen desentrañando los efectos del compuesto con el que las plantas impactan a sus enemigos, a sus amigos y a nosotros.