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¡El tamaño sí que importa (para los insectos)!

En el mundo de la ciencia ficción, existen numerosos y famosos ejemplos de situaciones en las que los personajes se ven amenazados por insectos u otros artrópodos gigantes (o incluso se ven convertidos en ellos, como en “La metamorfosis”, de Kafka). Pero, ¿Es esto posible? ¿Sería la existencia de un insecto gigante un hecho factible hoy en día? En este artículo, te desvelamos los principios biológicos y anatómicos, así como las principales hipótesis, que nos explican si de verdad sería posible un mundo plagado de abejas, hormigas u arañas gigantes.

¿QUÉ LIMITA EL TAMAÑO DE LOS INSECTOS? 

Los insectos, y en general la mayoría de artrópodos, son organismos de “pequeño” tamaño. Obviamente, el calificativo “pequeño” es totalmente relativo, aunque es cierto que no encontraremos hormigas del tamaño de un elefante. Y es precisamente en este punto en el que podemos introducir el término de la alometría.

Si las hormigas fueran gigantes tendrían patas de elefante

La alometría se define como los cambios de dimensión relativa de las partes corporales correlacionados con los cambios en el tamaño total. Es, por así decirlo, una regla de proporcionalidad. Existen diferentes acepciones de este término: la ontogénica es la más famosa, esto es, los cambios en las proporciones de las partes del cuerpo a lo largo del desarrollo de un organismo. Un bebé humano, por ejemplo, tiene la cabeza mucho más grande en relación al cuerpo que un adulto debido a que, durante el desarrollo, no todas las partes del cuerpo crecen igual ni a la misma velocidad (y estas partes siempre guardarán unas relaciones de proporción que están marcadas por los genes).

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Fig 1. Alometría ontogénica en humanos (Moore, 1983).

Para el caso que vamos a tratar, el término de la alometría nos interesa, sobretodo, desde un punto de vista anatómico. Los insectos y otros artrópodos están cubiertos por un exoesqueleto más o menos endurecido que recibe el nombre de cutícula, la cual se recambia periódicamente mediante procesos de muda (o ecdisis). Esta cutícula supone muchas limitaciones de crecimiento para el organismo, pues, entre otras cosas, se trata de una estructura “pesada”.

Así pues, si una hormiga creciera hasta hacerse tan grande como un elefante, el peso de la cutícula sería desproporcionado. Teniendo en cuenta, además, que los artrópodos son invertebrados y que no presentan un esqueleto interno que de solidez a su cuerpo, lo más probable es que las patas de la hormiga no aguantaran todo su peso y el animal se estampara contra el suelo. Para soportar el peso monstruoso de la cutícula, sus patas deberían ser, probablemente, tan gruesas como las de un elefante (¡o incluso más!).

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Fig 2 y 3. Relación entre el crecimiento del volumen corporal y los apéndices locomotores (Imágenes extraídas de la asignatura “Árbol de la Vida”, Máster de Biodiversidad, Universidad de Barcelona).

Si su cuerpo creciera, sus patas deberían ser muchísimo más grandes para soportar todo el peso de su exoesqueleto (cada parte del cuerpo crece de forma diferente: alometría). Esto mismo pasaría con las alas: si una libélula fuera del tamaño de un águila real, debería tener unas alas de varios metros de longitud.

Problema: las partes del cuerpo no pueden crecen ilimitadamente, hay limitaciones (anatómicas y genéticas) que modulan el tamaño de cada parte u órgano en relación al organismo de forma harmónica. Existen, por lo tanto, trade-offs: no se puede alcanzar el estado óptimo de algo sin que ello vaya en detrimento de otra cosa. Es por esto que el cuerpo optimiza el crecimiento global para que todo funcione correctamente. Todo esto impediría que una hormiga creciera hasta alcanzar el tamaño de un elefante.

Artrópodos gigantes = pasto para depredadores

Aunque parezca incongruente, los artrópodos gigantes serían, probablemente, más vulnerables ante los depredadores; especialmente, durante la muda. Tras mudar la cutícula, los artrópodos pasan una fase de baja actividad al tener un cuerpo aún por madurar, por lo que podrían ser fácilmente depredados.

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Fig 4. Odonato mudando. La cutícula del organismo que acaba de emerger aún no está del todo endurecida (Foto de Carlos Tovar Ⓡ).

¡Por lo visto, la cutícula supondría más desventajas que beneficios para los insectos de gran tamaño!.

Limitaciones fisiológicas: la sangre y el gran problema del oxígeno

Los artrópodos tienen un sistema circulatorio abierto: esto significa que no presentan la sangre encerrada en vasos conductores (venas o arterias), sino que ésta se encuentra en lagunas o senos llenando la cavidad corporal. ¿Qué limitación supondría esto para un insecto gigante? Al no existir un sistema de bombeo activo (una pulsación), sería muy difícil transportar la sangre a todo el cuerpo debido al efecto de la gravedad, quedando la sangre estancada.

Fig 5. Sistema circulatorio general de un insecto (H. Weber, Grundriss der Insektenkunde, (1966)).

Por otro lado, respiran mediante sistemas pasivos. En el caso de los insectos, los órganos respiratorios se conocen como tráqueas: no presentan un sistema de entrada activa del aire dentro del cuerpo (como los pulmones y el diafragma en los vertebrados), sino que éste entra a través de pequeños orificios situados a los lados del cuerpo y viaja pasivamente hasta el interior del organismo, donde contacta con las células.

Fig 6. Esquema de una tráquea, la cual contacta con las células transportándoles el oxígeno (Imagen extraída de los Apuntes de “Árbol de la Vida”, Máster de Biodiversidad, Universidad de Barcelona).

Basándonos en esto, un insecto gigante tendría unas tráqueas de un diámetro tan grande que la entrada de oxígeno pasivamente se vería limitada, necesitando, pues, un mecanismo que forzara su entrada para evitar que se ahogaran; por otro lado, la concentración de oxígeno atmosférica actual (21%) no sería suficiente para oxigenar un organismo tan grande mediante un sistema tan simple.

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Fig 7. Las tráqueas son cada vez más grandes y es más dificil transportar el oxígeno hasta las células (Imagen extraída de los Apuntes de “Árbol de la Vida”, Máster de Biodiversidad, Universidad de Barcelona).

Cabe decir que todas estas limitaciones se atenúan en los artrópodos que viven en ambientes acuáticos (como los crustáceos), donde el peso de la cutícula y la difusión del oxígeno no suponen un problema tan grande para el crecimiento de los organismos. De aquí que los artrópodos más grandes se encuentren, sobretodo, en el medio acuático.

INSECTOS GIGANTES EN EL PASADO: ¿POR QUÉ DESAPARECIERON?

Según evidencias fósiles, los insectos alcanzaron su mayor tamaño hace 300 MA durante el final del Carbonífero e inicios del Pérmico. Uno de los ejemplos más famosos es el de la libélula Meganeura monyi, la cual podría haber alcanzado hasta los 70 cm de longitud.

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Fig 8. Ilustración de Meganeura monyi (por Emily Willoughby)

Pero, ¿Por qué desaparecieron?

Del 30% al 21%

Los datos paleoclimáticos indican que la concentración de oxígeno por aquél entonces era superior al 30%, por lo que éste entraría en cantidades suficientes a través de las tráqueas. Más tarde, la concentración de oxígeno disminuyó poco a poco hasta alcanzar la concentración actual (21%), lo que podría haber conducido, al menos en parte, el decrecimiento del tamaño de los insectos.

El amanecer de las aves

A finales del Jurásico y principios del Cretácico (150MA), el oxígeno empezó a aumentar considerablemente, pero los registros fósiles existentes muestran que los insectos se hicieron progresivamente más pequeños. ¿Cómo se explica esto?

Según una hipótesis algo más reciente, esta época coincide con la aparición de las primeras aves, las cuales se alimentaban muy probablemente de los insectos más grandes; se sugiere, por lo tanto, que tuvo lugar una selección a favor de los insectos pequeños, que podían esquivar más fácilmente a sus depredadores. Pero no sólo las aves: los murciélagos y otros depredadores posteriormente podrían haber ejercido una cierta presión en la selección del tamaño de los insectos. Sin embargo, la falta de un registro fósil completo hace difícil comprobar estas hipótesis.

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Fig. 9. Oropéndola de Timor o Papahigos (Sphecotheres viridis) cazando en pleno vuelo (por Mdk572, CC).

Lo más probable es que fuera una combinación de factores ecológicos y ambientales la que determinara el tamaño del cuerpo de los insectos.

La existencia de insectos gigantes, por lo tanto, tiene parte de realidad y parte de ficción. Para muchos, será un alivio que la existencia de insectos tan grandes como elefantes sea un hecho casi imposible. A los demás, siempre les quedarán las películas de ciencia ficción…

REFERENCIAS

  • Apuntes obtenidos en diversas asignatura durante la realización del Grado de Biología Ambiental (Universidad Autónoma de Barcelona) y el Máster de Biodiversidad (Universidad de Barcelona).
  • ABC: “el reino de los insectos gigantes”.
  • Shingleton, A. (2010) Allometry: The Study of Biological Scaling. Nature Education Knowledge 3(10):2

Imagen de portada: fotograma de la película Them! (1954).

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11 pensaments a “¡El tamaño sí que importa (para los insectos)!”

    1. De nada, Juan Carlos! Me alegro que haya sido de utilidad. Puedes darte un paseo por el blog y consultar otros artículos de mis compañeros, puede que alguno resuelva más cosas que tengas en mente🙂

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