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Los insectos sienten a través de las antenas

Los insectos perciben su entorno a través de distintos órganos; entre ellos, las antenas. Las hay de distintas formas y tamaños, y cada grupo presenta unos determinados modelos (algunos con formas realmente sorprendentes). Os invitamos a conocer su origen, funciones y diversidad a través de este artículo.

El origen de las antenas

Las antenas son apéndices pares con función sensorial situados en la parte anterior del cuerpo de los artrópodos. A excepción de los quelicerados (arañas, escorpiones…) y los proturos (grupo dentro de los hexápodos no-insectos), todos los artrópodos, ya sean crustáceos, hexápodos (dipluros, colémbolos e insectos), miriápodos (ciempiés, milpiés) y los extintos trilobites, presentan antenas en su fase adulta.

En los crustáceos, las antenas aparecen en los dos primeros segmentos de la cabeza: un primer par, conocidas como antenas primarias o anténulas, y un segundo par más largas conocidas como antenas secundarias o simplemente antenas. Por lo general, las antenas secundarias son birramias (se dividen en dos ramas principales), aunque algunos grupos de crustáceos han sufrido modificaciones y las presentan uniramias (una sola rama) o reducidas.

Tipos de antenas en los crustáceos. Imagen extraída de Wikipedia (link).

En cambio, el resto de artrópodos tan sólo presenta un par de antenas unirramias. Los hexápodos (como los insectos), los cuales estarían muy emparentados con los crustáceos formando el grupo de los pancrustáceos según apoyan diversos estudios moleculares, sólo habrían conservado el par secundario de antenas propio de los crustáceos.

Según algunos autores, las antenas son verdaderos apéndices; es decir, se formarían durante el desarrollo embrionario a partir de un segmento corporal igual que lo hacen las patas. Sin embargo, este segmento situado en la cabeza habría evolucionado hasta quedar reducido y desplazado, siendo ahora indetectable. Además, y de igual manera que las patas, las antenas también pueden regenerase.

¿Cómo sienten los insectos a través de las antenas?

Y bien, ¿qué quiere decir exactamente este título?

Microscópicamente, las antenas están cubiertas de pequeños pelos que reciben el nombre de sensilas y que nada tienen que ver con el pelo de los mamíferos, pues se componen de quitina (y no de queratina) igual que el resto del cuerpo del insecto.

Imagen de arriba: antena bajo microscopio electrónico. Imagen de abajo: detalle de los diferentes tipos de sensilas. Ambas imágenes extraídas de cronodon.com.

Aunque a simple vista puedan parecer idénticas, existen diferentes tipos de sensilas: las quimioreceptoras presentan un canal en su interior a través del cual captan distintas moléculas que se encuentran en el ambiente (olor, sabor, e incluso feromonas), mientras que las mecanoreceptoras son retráctiles y se hunden al menor contacto o roce (chocar con un obstáculo, viento, etc.) o al cambiar de posición respecto al suelo (en este caso, reciben el nombre de propioceptores).

Es decir, los insectos saborean, huelen, sienten el tacto y se comunican en parte a través de las antenas, lo que les permite recabar información acerca de fuentes de alimento, parejas potenciales (feromonas), enemigos, sustancias peligrosas (por ejemplo, una planta tóxica), lugares donde anidar o rutas migratorias (como en el caso de la mariposa monarca, la cual obtiene mucha información sobre la ruta a seguir a través de las antenas). Otros órganos, como las patas, los palpos e incluso a veces el ovopositor (órgano para depositar los huevos), también contienen células sensoriales.

En el interior y en la base de estas sensilas, existen neuronas sensoriales que conectan con el cerebro; concretamente, una parte conocida como deutocerebro. En el caso de las sensilas quimioreceptoras, las moléculas se unen a unos receptores específicos que envían señales nerviosas a través de estas neuronas al centro cerebral encargado de procesar esta información: el lóbulo antenal. Este lóbulo sería similar al bulbo olfatorio de los vertebrados.

Tipos de antenas en los hexápodos

A excepción de los proturos, que no presentan antenas, los dipluros, los colémbolos y los insectos (hexápodos) desarrollan diferentes tipos de antenas. Éstas se dividen en dos grupos:

  • Antenas de tipo segmentado: colémbolos y dipluros. Cada segmento de la antena presenta un juego muscular que lo mueve de forma independiente.
  • Antenas de tipo anillado o flagelado: insectos. Únicamente el primer segmento situado en la base en unión con la cabeza (el escapo) presenta musculatura propia, por lo que el movimiento de toda la antena depende completamente de esta pieza.

Partes de las antenas en los insectos

Los tres elementos básicos que forman las antenas de los insectos son:

Antena de una avispa inquilina del género Synergus (Hymenoptera). Imagen de Irene Lobato.

1) Escapo: segmento basal que articula con la cabeza y el único con musculatura propia. El espacio situado en la cabeza donde se ancla el escapo recibe el nombre de torulus.

2) Pedicelo: segundo segmento antenal después del escapo. Este segmento es de vital importancia en los insectos dado que en su interior se localiza el órgano de Johnston, un conjunto de células sensoriales. Este órgano está ausente en los hexápodos no-insectos (colémbolos, dipluros).

3) Flagelo: conjunto del resto de segmentos que forman la antena, y que individualmente reciben el nombre de flagelómeros. Dichos flagelómeros están conectados por membranas que permiten su movimiento a pesar de no tener musculatura propia.

¡Mil y una formas de antenas!

A partir de este patrón base (escapo + pedicelo + flagelo), cada grupo de insectos ha desarrollado una o más formas de antenas en función de su forma de vida:

  • Aristadas

Son antenas muy reducidas en forma de saco y una cerca o arista plumosa que nace de su segmento terminal.

Ejemplo: modelo muy extendido entre las moscas (Diptera).

Izquierda: imagen de M. A. Broussard, CC 4.0; derecha: imagen de una mosca de la familia Sarcophagidae de JJ Harrison, CC 1.0.
  • Aserradas

Cada segmento presenta un lateral anguloso o puntiagudo que da a la antena un aspecto de sierra.

Ejemplo: algunos escarabajos (Coleoptera).

Izquierda: imagen de M. A. Broussard, CC 4.0; derecha: imagen de un escarabajo de la familia Chrysomelidae de John Flannery, CC 2.0.
  • Capitadas

Las antenas capitadas se ensanchan abruptamente en su extremo.

Ejemplo: mariposas (Lepidoptera), algunos escarabajos (Coleoptera).

Izquierda: imagen de M. A. Broussard, CC 4.0; centro: imagen de un escarabajo de la especie Platysoma moluccanum de Udo Schmidt, CC 2.0; izquierda: mariposa, dominio público.
  • Claviformes

A diferencia de las anteriores, las antenas claviformes se hacen progresivamente más gruesas en su extremo.

Ejemplo: polillas (Lepidoptera), escarabajos enterradores (coleópteros carroñeros de la familia Silphidae).

Izquierda: imagen de M. A. Broussard, CC 4.0; derecha: escarabajo de la especie Thanatophilus sinuatus (Silphidae) de Wim Rubers, CC 3.0.
  • Estiladas

Similar a las antenas filiformes (ver más abajo), pero con la diferencia que los segmentos terminales se estrechan repentinamente en forma de hilo fino y puntiagudo (el “estilo”), pudiendo presentar setas (pelos) o no.

Ejemplo: moscas braquíceras (Diptera).

Izquierda: imagen de M. A. Broussard, CC 4.0; derecha: imagen de un díptero braquícero de la familia Asilidae de Opoterser, CC 3.0.
  • Filiformes

Es la forma más simple de antenas: alargadas, delgadas y con segmentos de tamaño y forma prácticamente idénticos.

Ejemplo: cucarachas (Blattodea), saltamontes y grillos (Orthoptera), escarabajos longicornes (Cerambycidae, Coleoptera), chinches (Heteroptera).

Izquierda: imagen de M. A. Broussard, CC 4.0; derecha: cucaracha de la especie Periplaneta americana de Gary Alpert, CC 3.0.
  • Flabeladas

De aspecto similar a las antenas pectinadas y a las lameladas (ver más adelante), pero con la diferencia de que las proyecciones laterales de los segmentos son mucho más finas y aplanadas, con un aspecto similar a un abanico de papel y ocupan toda la antena (no sólo los últimos segmentos como en las lameladas). Los machos presentan este tipo de antenas para aumentar la superficie que capta feromonas.

Ejemplo: escarabajos (Coleoptera), avispas (Hymenoptera) y polillas (Lepidoptera).

Macho de escarabajo del género Rhipicera. Imagen de Jean and Fred, CC 2.0.
  • Geniculadas

Presentan una doblez o articulación, hecho que da a la antena un aspecto de articulación de rodilla. El primer segmento antenal (escapo) suele estar antes de la articulación, tras la cual vendrían el resto de segmentos que, en este caso, reciben en conjunto el nombre de funículo.

Ejemplo: algunas abejas y avispas, muy marcado en parasitoides (Hymenoptera), escarabajos curculiónidos (Curculionidae, Coleoptera).

Izquierda: imagen de M. A. Broussard, CC 4.0; derecha: imagen de una avispa parasitoide de la especie Trissolcus mitsukurii, dominio público.
  • Lameladas

Los segmentos terminales se alargan hacia uno de los laterales formando unas proyecciones aplanadas que encajan unas con otras, lo que da a estas antenas un aspecto de abanico.

Ejemplo: escarabajos de la familia Scarabaeidae (Coleoptera).

Izquierda: imagen de M. A. Broussard, CC 4.0; derecha: imagen de un coleóptero de la familia Scarabeidae de dominio público.
  • Moniliformes

A diferencia de las antenas filiformes, los segmentos antenales son más o menos redondos y de tamaño similar, lo que da a la antena un aspecto de collar de perlas.

Ejemplo: termitas (Isoptera), algunos escarabajos (Coleoptera).

Izquierda: imagen de M. A. Broussard, CC 4.0; derecha: imagen de una termita de Sanjay Acharya, CC 4.0.
  • Pectinadas

Los segmentos son alargados en un lateral, dando a la antena un aspecto de peine.

Ejemplo: sínfitos o moscas portasierra (Hymenoptera), avispas parasitoides (Hymenoptera), algunos escarabajos (Coleoptera).

Izquierda: imagen de M. A. Broussard, CC 4.0; derecha: imagen de un coleóptero de la familia Lycidae de John Flannery, CC 2.0.
  • Plumosas

Como su nombre indica, estas antenas parecen plumas, puesto que sus segmentos presentan ramificaciones finas. Al aumentar la superficie antenal, aumenta la capacidad para detectar moléculas en suspensión, como es el caso de las feromonas.

Ejemplo: machos de mosquito (Diptera) y de polilla (Lepidoptera).

Izquierda: imagen de M. A. Broussard, CC 4.0; derecha: macho de una polilla del género Polyphemus de Megan McCarty, CC 3.0.
  • Setiformes

Estas antenas tienen forma de cerda, siendo alargadas y más estrechas hacia su extremo. Similares a las filiformes, pero más finas.

Ejemplo: efemerópteros (Ephemeroptera), libélulas y caballitos del diablo (Odonata).

Izquierda: imagen de M. A. Broussard, CC 4.0; derecha: imagen de una libélula, dominio público.

Puedes leer más sobre ellas en este y este enlace, o ver la galería de fotografías de antenas de John Flannery.

Imagen de portada de Jean and Fred, CC 2.0.

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Si conoces más tipos de antenas o alguna curiosidad acerca de sus funciones, ¡no dudes en dejar un comentario!

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¿Qué pasaría en un mundo sin abejas?

En los últimos años, la idea de un mundo sin abejas ha trascendido numerosas esferas sociales; así, lo que antes preocupaba únicamente a los científicos ha pasado a ocupar un puesto de relevancia entre los temas de actualidad. Tanto es así, que a finales de 2017 la Unión Europea decidió tomar cartas en el asunto a fin de evitar este trágico desenlace.

¿Por qué sería un problema que desaparecieran las abejas? ¿y cuáles son las medidas tomadas por la Unión Europea ante esta problemática?

Sobre el DDT y Rachel Carson

El uso de pesticidas ha formado parte de las prácticas agrícolas desde hace miles de años. Inicialmente, era común el uso de sustancias orgánicas e inorgánicas sin adulterar, como los compuestos de sulfuros, mercurio o arsénico. Sin embargo, su elevada toxicidad los llevó al desuso. A mediados del siglo XX, concretamente en la década de 1950, se disparó la aplicación de pesticidas sintéticos, siendo el DDT la máxima expresión del uso indiscriminado de un insecticida hasta la fecha. Dada su acción generalista y su supuesta baja toxicidad directa en plantas y mamíferos, era usado en todo tipo de ámbitos: para eliminar los insectos en el hogar, fumigar jardines o controlar plagas agrícolas.

Arriba, portada de un folleto sobre el DDT publicado en 1947 por el Departamento de Agricultura de EUA (fuente). Abajo, niños en una piscina rociados con DDT como estrategia para combatir la polio, la cual se creía que era transmitida por un mosquito (fuente).

El DDT resultaba muy efectivo ante insectos vectores de enfermedades mortales como la malaria, la fiebre amarilla o el tifus, hecho que lo convirtió en otro miembro más de la familia.

El uso indiscriminado de este y otros pesticidas, sin embargo, empezó a generar problemas graves de salud en humanos y en el medio ambiente, ya que muchos de estos productos se bioacumulaban y contaminaban el suelo, las plantas y sus semillas, e impactaban finalmente en niveles superiores de las redes tróficas (mamíferos, aves, peces, etc.). El uso indiscriminado de pesticidas y sus terribles consecuencias fueron denunciados por Rachel Carson en su publicación “Silent Spring” (Primavera Silenciosa), distribuida en 1962.

Silent Spring, de Rachel Carson (fuente).

Desde Carson a los neonicotinoides

Desde que Rachel Carson denunciara el uso abusivo de pesticidas, el mundo ha presenciado el nacimiento de nuevas sustancias para combatir las plagas agrícolas. Desde entonces, el rumbo de las investigaciones ha sido obtener productos menos tóxicos y más selectivos a fin de minimizar los impactos sobre la salud humana y ambiental. ¿Podríamos decir que ha sido un éxito?

Sí…y no. Si bien su uso dejó de ser tan indiscriminado y se apostaba por el uso de productos más selectivos, aún había algunos frentes abiertos. Frentes que seguirían presentes hasta la actualidad.

Entre 1980 y 1990, las empresas Shell y Bayer empezaron a trabajar en la síntesis de un nuevo surtido de pesticidas para dar solución a las resistencias que los insectos habían generado a ciertas sustancias usadas hasta la fecha: los neonicotinoides. Los neonicotinoides son una familia de insecticidas con una estructura molecular similar a la nicotina que actúan directamente sobre el sistema nervioso central de los insectos, revolucionarios por su elevada especificad sobre estos organismos y su baja toxicidad en mamíferos y aves en comparación a sus predecesores más famosos (organoclorados, como el DDT, y carbamatos). El neonicotinoide más usado a nivel mundial es el imidacloprid, siendo además uno de los pesticidas más usados actualmente.

Sin embargo, más allá de hacerse famosos por su efectividad, los neonicotinoides empezaron a levantar polvareda por su supuesta relación con la desaparición de las abejas.

¿Cómo afectan estos pesticidas a las abejas?

Desde hace ya algunos años (aprox. 2006 en adelante) que los neonicotinoides están en el punto de mira de los científicos al tratarse de unos de los principales sospechosos de la desaparición de las abejas. Sin embargo, no ha sido hasta la actualidad que se ha reconocido algo que la comunidad científica llevaba denunciando desde hace años: que los neonicotinoides causan un impacto mayor del que se creía.

Abejas muertas delante de una colmena. Imagen de dominio público.

A diferencia de otros pesticidas que permanecen en la superficie de las plantas, diversos estudios afirman que los neonicotinoides son asimilados por sus tejidos, acumulándose en raíces, hojas, flores, polen y néctar; por otro lado, las semillas tratadas con estos productos liberan residuos en forma de polvo que se distribuyen por el aire y las plantas que derivan de éstas acumulan una mayor cantidad de pesticida (tal y como comenta Nature en esta publicación). Esto hace que las abejas (entre otros insectos polinizadores) estén expuestas a elevados niveles de residuos, tanto en los propios campos como en las zonas circundantes en las que se alimentan. Estos mismos estudios han revelado, aunque con menor respaldo, que estos productos pueden llegar a persistir y acumularse en el suelo, pudiendo afectar a futuras generaciones de cultivos.

Los efectos negativos sobre las abejas que se han asociado a los neonicotinoides son, entre otros:

  • Alteración del sistema inmune, menor capacidad para sobrevivir al invierno y menor capacidad reproductiva (tanto individual como colonial), afectando especialmente al éxito reproductivo en abejas solitarias (según este reciente estudio publicado en Science).
  • Posible alteración sobre los hábitos y las rutas de búsqueda de alimento (desorientación) tanto en abejas solitarias como coloniales, así como sobre la comunicación entre miembros de abejas coloniales.
  • Efectos negativos potenciados por interacción con otros pesticidas.
  • Contribución al CCD (Colony Collapse Disorder). Este fenómeno se caracteriza por la desaparición masiva de las abejas obreras de una colonia, las cuales dejan atrás a la reina junto con alimento, sus larvas y algunas abejas que cuidan de ellas. Este fenómeno ha sido registrado numerosas veces a lo largo de la historia, el último de los cuales en EUA en 2006, cuando una gran cantidad de colonias de abejas melíferas (Apis mellifera) empezaron a colapsar (hasta el 2013, se estima la pérdida de hasta 10 millones de colmenas, casi 2 veces más de lo que es considerado normal). El CCD es un fenómeno multifactorial, en el que la acción de los pesticidas sólo sería uno de tantos.

A los efectos negativos de los pesticidas se le unen el cambio climático (cambios en los regímenes hídricos y de temperatura), menor cantidad de alimento y los cambios en el uso del suelo.

¿Qué ocurriría si desaparecieran las abejas?

Las abejas coloniales son las más famosas entre las abejas; sin embargo, sólo suponen un modesto porcentaje dentro de la gran diversidad de abejas conocidas, muchas de las cuales son formas solitarias que construyen sus nidos en pequeñas cavidades. La importancia ecológica de las abejas solitarias es igual o mayor que la de las abejas melíferas y, sin embargo, el efecto que los neonicotinoides tienen sobre ellas está mucho menos estudiado. En conjunto, las abejas son de los organismos polinizadores más eficientes.

Abeja solitaria entrando en su nido. Imagen de dominio público.

Según este estudio realizado en territorio alemán y publicado en PLOS One a finales del 2017, gran parte de la diversidad y hasta un 75% de la biomasa de insectos voladores (incluyendo numerosos polinizadores) habría disminuido en las últimas tres décadas debido a la interacción de numerosos factores, valores que podrían extrapolarse a casi todo el mundo.

¿Qué pasaría si las abejas, tanto coloniales como solitarias, desaparecieran?

  • Desaparición de cultivos. La producción de muchos cultivos, como la de árboles frutales, frutos secos, especias y algunos aceites, depende completamente de los polinizadores. Las abejas serían, entre ellos, los más importantes.
  • Disminución de la diversidad y biomasa de plantas salvajes. Hasta un 80% de plantas salvajes dependen de la polinización por insectos para reproducirse, como es el caso de muchas aromáticas. La disminución de superficie vegetal conduciría a graves problemas de erosión y desertización.
  • Menor reciclaje de nutrientes del suelo. Con la desaparición de las plantas, el lavado y deposición de nutrientes del suelo iría a la baja.
  • Menor control biológico de plagas. Algunas abejas solitarias son parasitoides de otras abejas solitarias y de otros grupos de insectos (enemigos naturales); su ausencia podría disparar la recurrencia de ciertas plagas.
  • Efectos negativos sobre niveles tróficos superiores. Posiblemente, la desaparición de las abejas se traduzca en una disminución de la diversidad y biomasa de algunas aves que incluyen a las abejas en su dieta. Esto sin contar con los consiguientes efectos en cadena dentro de las redes tróficas.
  • Desaparición de productos derivados, como la miel o la cera.

La UE prohibe el uso de neonicotinoides

Dada esta situación, distintos gobiernos han tratado de limitar desde hace algunos años el uso de pesticidas como parte de las acciones para frenar el declive de las poblaciones de abejas y las consiguientes pérdidas económicas. Por poner algunos ejemplos, desde 2006 la biomasa de abejas melíferas ha disminuido un 40% en EUA, un 25% en Europa desde 1985 y un 45% en Reino Unido desde 2010, según datos publicados por Greenpeace.

Hasta la fecha, las medidas más restrictivas simplemente limitaban el uso de los neonicotinoides en ciertas situaciones o épocas del año. Pero a principios de 2018, la UE, tras la elaboración de un minucioso informe basado en más de 1500 estudios científicos realizado por la EFSA (Autoridad Europea de Seguridad Alimentaria), decidió prohibir definitivamente el uso de los tres neonicotinoides más usados en un periodo máximo de 6 meses en todos sus estados miembros tras demostrar que dañaban a las abejas: imidacloprid, clotianidina y tiametoxam.

¿Se cumplirán los objetivos de este informe? Habrá que esperar…

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Aunque lentamente, la lucha contra el uso abusivo de los pesticidas va dando sus frutos. Sin embargo, habrá que ver si el vacío dejado por algunos productos es llenado con otros o si se apuesta por adoptar modelos agrícolas más amistosos con el medio ambiente.

Imagen de portada obtenida de [link].

Algunos insectos y otros artrópodos que no deberías confundir

A través de las redes sociales se comparten con demasiada frecuencia noticias y artículos poco contrastados o sensacionalistas sobre insectos y otros artrópodos. Muchos de estos enlaces dan información poco ajustada y generan confusión entre los usuarios aficionados, llevando a malas identificaciones, a confundir unos organismos con otros y a generar rechazo o alarmismos innecesarios.

En este artículo, te presentamos un pequeño listado de insectos y otros artrópodos que suelen confundirse y te explicamos cómo diferenciarlos. ¡Que no te den gato por liebre!

Arañas VS “Cualquier cosa que se les parezca”

Probablemente las arañas (Orden Araneae) sean de los artrópodos que más inquietudes despiertan por dos motivos: pueden picar y hay muchos organismos que se les parecen. Así pues, es bastante comprensible que la gente tenga dudas de cualquier organismo que presente ocho patas largas y cara de pocos amigos.

Sin embargo, la mayoría de organismos similares a las arañas no son venenosos ni construyen telarañas:

Opiliones: a diferencia de otros arácnidos, los opiliones (Orden Opiliones) carecen de un estrechamiento o cintura que divida su cuerpo en dos partes (prosoma y opistosoma), por lo que a simple vista parecen “una bola con patas”. Además, sólo presentan un par de ojos centrales muy cercanos entre sí. Tampoco presentan glándulas venenosas ni hileras para la síntesis de seda, por lo que no pueden picar ni construir telarañas. Son habituales en lugares húmedos, cuevas y zonas cercanas a riachuelos, así como en cultivos. Suelen confundirse con arañas de la familia Pholcidae por la longitud de sus patas.

Araña de la especie Pholcus phalangioides (Pholcidae) (Imagen de Olaf Leillinger, CC 2.5)
Opilión (Imagen de Dalavich, CC 3.0)

Solífugos: también conocidos como arañas camello, los solífugos (Orden Solifugae) son unos arácnidos tropicales algo particulares, ya que presentan el cuerpo claramente segmentado y unos grandes quelíceros proyectados hacia delante. Sin embargo, y a pesar de la amenazadora apariencia de sus quelíceros, no son venenosos (aunque su mordedura puede ser dolorosa). Tampoco construyen telarañas. Habitan lugares áridos o desérticos; muchos son nocturnos, y los diurnos se mueven activamente en busca de sombras para huir del sol (de ahí su nombre).

Araña camello o solífugo (Imagen de Swen Langel, CC 2.0).

Amblipigios: los amblipigios (Orden Amblypygy) son típicamente tropicales. A pesar de su aparente agresividad, son inofensivos dado que carecen de glándulas venenosas. Sus pedipalpos son grandes, llenos de espinas y acaban en pinza, mientras que el primer par de patas es extremadamente largo, muy fino y articulado. No construyen telarañas y son nocturnos.

Amblipigio (Imagen de José Eugenio Gómez Rodríguez en Flickr, CC 2.0)

Cochinillas de la humedad VS Milpiés

Eres un niño y estás jugando en el campo o un parque y, de repente, bajo una piedra o un tronco húmedo encuentras un pequeño animal con muchas patas y que se hace una bola al tocarlo. Seguro que a más de uno le resulta familiar esta escena.

Bicho bola o cochinilla de la humedad. Las cochinillas pertenecen al suborden Oniscidea, formado por crustáceos terrestres (Orden Isopoda). Su exoesqueleto es rígido, segmentado y calcáreo, y habitan lugares húmedos.

Armadillidium vulgare, Oniscidea (Imagen de Franco Folini, CC 2.5)

Los oniscídeos de la familia Armadillidae, como las cochinillas de la humedad, se confunden fácilmente con los Oniscomorpha, un superorden de milpiés (Subfilo Myriapoda, Clase Diplopoda) de cuerpo corto y de apariencia externa muy similar a los oniscídeos fruto de una evolución convergente. Igual que las cochinillas, también adoptan forma de bola para protegerse.

Glomeris marginata, Oniscomorpha (imagen de Stemonitis, CC 2.5).

Para diferenciarlos, basta con contar las patas que se observan por segmento: si sólo presenta un par (una a cada lado), es una cochinilla; si presenta dos pares (dos a cada lado), es un milpiés.

Abejas y avispas VS Sírfidos

En este artículo tratamos en detalle las diferencias más relevantes entre abejas y avispas (Orden Hymenoptera). En esta ocasión, os presentamos a los sírfidos (Orden Diptera, Suborden Brachycera, Familia Syrphidae), unas moscas que guardan un parecido razonable con estos himenópteros.

La similitud de los sírfidos con abejas, avispas y abejorros constituye un claro ejemplo de mimetismo batesiano, del cual hablamos ampliamente en esta entrada sobre el mimetismo animal.  En este caso, además, su mimetismo va más allá de la coloración, pues algunos imitan el vuelo y el zumbido de estos himenópteros.

Sírfido (Imagen de dominio público, CC0).
Abeja melífera (Imagen de Andy Murray en Flickr, CC 2.0)

Para diferenciarlos, basta con fijarse en los ojos, las antenas y las alas: los sírfidos, como moscas que son, presentan unos ojos muy grandes que ocupan gran parte de la cabeza, unas antenas muy cortas de ocho o menos segmentos (a veces casi inapreciables) y un solo par de alas para volar (el segundo par está reducido formando unos órganos de equilibro diminutos, los halterios), mientras que abejas y avispas presentan unos ojos más reducidos que ocupan sólo los laterales de la cabeza, unas antenas más largas, con diez o más segmentos y dos pares de alas funcionales. Además, las hembras de sírfido no presentan el abdomen terminado en aguijón, así que son inofensivas.

Mariquitas VS Pyrrhocoris apterus

Si buscáis en Internet imágenes de mariquitas, seguro que alguna vez os habéis encontrado con fotografías de este insecto:

Imagen de dominio público (CC0)

Este pequeño insecto es Pyrrhocoris apterus, muy frecuente en el Paleártico (desde Europa hasta China), y citado también en USA, América Central y en la India. Es fácil de observar sobre las malvas (Malva sylvestris), de las cuales ingiere la savia y las semillas, y normalmente aparece en grandes grupos dado su comportamiento gregario (especialmente sus formas inmaduras).

Las mariquitas son escarabajos (Orden Coleoptera) de cuerpo globoso, su alimentación es esencialmente carnívora (pulgones) y pueden volar. Su primer par de alas está endurecido (élitros) formando una especie de caparazón que esconde el segundo par de alas membranoso.

Mariquita de la especie Coccinella septempunctata (Imagen de dominio público, CC0)

En cambio, Pyrrhocoris apterus es una chinche (Orden Heteroptera) de cuerpo deprimido, fitófaga y, al contrario que las mariquitas y otras chinches, no puede volar. Además, no presentan un caparazón endurecido.

Mantis VS Mantíspidos

En esta entrada hablamos ampliamente sobre las mantis (Orden Dyctioptera), las cuales son a primera vista muy similares a este insecto:

Mantispa styriaca (Imagen de Gilles San Martin en Flickr, CC 2.0)

Este insecto pertenece a la familia de los mantíspidos (Orden Neuroptera, Familia Mantispidae), la cual está muy bien representada en países tropicales y subtropicales, y con tan sólo algunas especies conocidas de Europa. Presentan unas patas anteriores raptoras que recuerdan a las de las mantis y con las que sujetan a sus presas, las cuales suelen ser insectos de cuerpo blando.

Los neurópteros, como los mantíspidos, las crisopas o las hormigas león, presentan dos pares de alas de tamaño similar con una venación muy compleja y ramificada. En los mantodeos, en cambio, las primeras son más pequeñas y endurecidas que las segundas, las cuales son grandes y membranosas; además, no presentan una venación tan compleja.

Mantis (Imagen de Shiva shankar, CC 2.0)

Los mantíspidos de los géneros Climaciella y Entanoneura tienen una coloración y un aspecto similar a una avispa, pero son totalmente inofensivos.

Climaciella brunnea (Imagen de Judy Gallagher en Flickr, CC 2.0)

Mosquitos VS Típulas

Seguro que alguna vez has visto una especie de mosquito gigante, de varios centímetros de longitud, y te has asustado pensando en su picadura. Pues bien, no hace falta que te asustes más.

Estos grandes “mosquitos” (Orden Diptera) se conocen como típulas (Familia Tipulidae) y son totalmente inofensivas (y algo torpes). Se distribuyen por todo el mundo y suelen habitar lugares húmedos, como prados y riachuelos. En su forma adulta, se alimentan de néctar o no se alimentan (¡no succionan sangre!), y se dedican exclusivamente a la búsqueda de pareja. Las hembras presentan el abdomen con una terminación que recuerda a un aguijón, hecho que les da un aspecto amenazador; sin embargo, tan sólo se trata del ovopositor con el que realizan la puesta.

Típula (Imagen de Irene Lobato Vila)

Libélulas VS Caballitos del diablo

Ambos grupos pertenecen al Orden Odonata y tienen un aspecto y unos hábitos bastante similares, siendo frecuentes en zonas con aguas estancas o poco móviles.

Unas 2/3 partes de los Odonata son libélulas (suborden Anisoptera), mientras que casi todo el resto son caballitos del diablo (suborden Zygoptera). Una forma rápida y eficaz de diferenciarlos es mediante la observación de sus alas en reposo: en las libélulas, éstas quedan extendidas en posición horizontal con el suelo (no las pliegan), mientras que, en los caballitos del diablo, éstas quedan plegadas en posición vertical.

Por otro lado, los ojos de las libélulas son grandes y se tocan en el vértice de la cabeza, de la cual ocupan una gran superficie, mientras que los de los caballitos del diablo son más pequeños y laterales.

Libélula (Imagen de dominio público, CC0)
Caballito del diablo (Imagen de Xosema, CC 4.0)

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Si conoces más insectos u otros artrópodos que generen confusión, ¡no dudes en comentárnoslo!

Referencias

Difusió-castellà

Artrópodos venenosos y tóxicos: ¿cuáles son y en qué se diferencian?

Después de los posts sobre mamíferos, peceslagartos venenosos, desde All you need is Biology os traemos un artículo sobre artrópodos venenosos y tóxicos. Sigue leyendo para saber en qué se diferencian y cuáles generan este tipo de sustancias (y cómo lo hacen). ¡Te sorprenderá!

Animal venenoso vs tóxico

Aunque solemos usar estos términos como sinónimos, ¿significan realmente lo mismo? La respuesta es NO.

Un animal venenoso presenta órganos o elementos (colmillos, dientes, aguijones) para inocular veneno activamente con el fin de atacar o defenderse; en cambio, un animal tóxico no presenta órganos para la inoculación directa, sino que la sustancia tóxica es generada en ciertos tejidos o glándulas especializadas (o adquirida a través de la dieta) y liberada pasivamente como defensa; a veces, la toxina simplemente está presente en el cuerpo del organismo, actuando como mecanismo contra la depredación.

A pesar de estas diferencias, tanto venenos como toxinas pueden causar efectos muy similares, hecho que depende de su modo de acción, de la cantidad asimilada y de las características de la víctima. Sus efectos en humanos pueden ir desde una simple irritación o enrojecimiento de la piel (sustancias irritantes) a graves afectaciones sistémicas en caso de venenos potentes.

Artrópodos venenosos y tóxicos

Arácnidos

Los arácnidos (subfilo Cheliceromorpha) incluyen a dos de los grupos de artrópodos venenosos por excelencia: las arañas y los escorpiones. Ambos presentan órganos especializados para la inyección del veneno que usan tanto para cazar como para defenderse.

  • Arañas

Los órganos responsables de la inoculación del veneno en las arañas son los quelíceros, unos apéndices bucales propios de los queliceromorfos situados por delante de la boca que usan para agarrar el alimento. Los quelíceros de las arañas tienen asociada una glándula venenosa y terminan en forma de colmillo. Los colmillos de las arañas presentan un canal interno que finaliza en un orificio, permitiendo que el veneno procedente de las glándulas venenosas viaje a través de ellos y sea inoculado en el cuerpo de la víctima de forma similar a como lo haría una aguja hipodérmica.

Las arañas presentan la forma más evolucionada de quelíceros: los quelíceros en navaja. Cuando amenazan con picar, éstos se separan del cuerpo y los colmillos se elevan y abren como una navaja plegable. 

Detalle de los quelíceros de una araña. Imagen de dominio público (CC0) extraída de pixabay.

Entre las más venenosas para el ser humano se encuentran las arañas australianas de los géneros Atrax, Hadronyche y Illawarra (conocidas como “funnel-web spiders” por la forma de embudo de sus telarañas), cuyo veneno afecta a los canales de sodio de las células dando lugar a una liberación masiva de neurotransmisores.

“Funnel web spider”de la especie Hadronyche cerberea. ¿Te has fijado en la gota de veneno en el extremo de su quelícero?. Imagen de Alan Couch en Flickr (CC 2.0).
  • Escorpiones

El órgano inoculador en los escorpiones es el telson, una pieza situada al final del abdomen de muchos artrópodos que, en este caso, está transformado en un aparato venenoso terminado en aguijón. Igual que los quelíceros de las arañas, el telson de los escorpiones está asociado a glándulas venenosas y la inoculación del veneno tiene lugar mediante la inyección del aguijón.

Alacrán rayado de la corteza (Centruroides vittatus), una especie común en el centro de EUA y norte de México. En rojo, el telson finalizado en aguijón. Imagen de dominio público (CC0).

Los escorpiones usan el veneno para cazar, el cual suele ser rico en neurotoxinas que causan alteraciones severas en el sistema nervioso central y periférico de sus presas por disociación de los sistemas simpático y parasimpático. En humanos, el veneno puede causar desde dolor local intenso hasta arritmias cardíacas o edemas pulmonares, como en el caso de la especie india Hottentotta tamulus, considerada una de las más venenosas.

¡ALERTA!: No todos los arácnidos y grupos relacionados presentan glándulas venenosas; p. ej. opiliones, solífugos o arañas camello y amblipigios NO son venenosos.

De izquierda a derecha: opilión (imagen de Daniel Jolivet en Flickr, CC2 .0), solífugo (CC 3.0) y amblipigio (imagen de Geoff Gallice en Flickr).

Miriápodos

Los miriápodos (subfilo Myriapoda) se dividen en milpiés (clase Diplopoda) y ciempiés (clase Chilopoda), y ambos generan sustancias venenosas.

  • Milpiés

Los milpiés, caracterizados por presentar un cuerpo dividido en muchos segmentos con dos pares de patas en casi todos ellos, son esencialmente detritívoros e inofensivos. Sin embargo, generan sustancias irritantes o tóxicas (alcaloides, benzoquinonas, fenoles) como mecanismo defensivo. Estas sustancias pueden ser cáusticas, quemando el exoesqueleto de insectos depredadores o causando quemaduras en la piel y mucosas de animales más grandes.

Las toxinas de los milpiés se generan en unas glándulas situadas en cada segmento de su cuerpo conocidas como odoríferas o repugnatorias, y su liberación puede tener lugar bien por compresión del organismo (p. ej., cuando se lo van a comer) o a través de unos orificios situados en los laterales de cada segmento.

A simple vista, las glándulas, situadas en los laterales del cuerpo, son difíciles de observar. Imagen de Thomas Shahan en Flickr (CC 2.0).

CURIOSIDAD: los lémures negros de Madagascar (Eulemur macaco) recogen milpiés y, tras morderlos y estimular sus glándulas, se los frotan por todo el cuerpo para cubrirse de las sustancias que liberan, las cuales actúan como repelente de insectos.

Puedes verlo en este vídeo de National Geographic. Te recomendamos que lo veas hasta el final. ¡Te divertirá el resultado!

  • Ciempiés

Los ciempiés, cuyo cuerpo está menos segmentado y cada segmento presenta un solo par de patas, son carnívoros y venenosos. En este caso, los órganos para inocular el veneno son las forcípulas, unas pinzas muy desarrolladas derivadas de la transformación del primer par de patas que clavan en el cuerpo de las presas o de potenciales enemigos. Dichas forcípulas están ligadas a unas glándulas venenosas situadas en el tronco del individuo.

Detalle de las forcípulas de Scolopendra cingulata. Imagen de Eran Finkle (CC 3.0).

El grupo que causa más picaduras es el género Scolopendra, aunque su veneno en los humanos, si bien es algo doloroso, no genera demasiadas complicaciones clínicas.

Insectos

A pesar de su diversidad, la clase Insecta incluye pocos organismos muy tóxicos o venenosos.

Escarabajos

Algunas familias de escarabajos (orden Coleoptera), como Meloidae, Oedemeridae y Staphylinidae (géneros Paederus y Paederidus), presentan sustancias tóxicas en su hemolinfa que son liberadas por compresión de su cuerpo como mecanismo defensivo contra la depredación. En los humanos, estas toxinas causan dermatitis de diversa gravedad (abrasiones).

Estafilínido de la especie Paederus littoralis, presente en España, Franca e Italia. Imagen de Alvesgaspar (CC 4.0).

En el caso de Meloidae y Oedemeridae, la toxina es la cantaridina, mientras que en los géneros Paederus y Paederidus es la pederina, una sustancia exclusiva de las hembras de estos escarabajos y de ciertas esponjas marinas, la cual se cree sería generada por una bacteria simbionte.

Chinches

Aunque los chinches (suborden Heteroptera) son más famosos por su papel como vectores de enfermedades, también son causa de dermatitis en humanos (p. ej. familia Pentatomidae, por compresión del insecto y liberación de sustancias cáusticas e irritantes como defensa) y de lesiones por picaduras acompañadas de la liberación de encimas salivales (p. ej. familia Belostomatidae, que usan para cazar y disolver a sus presas).

Ejemplar de Belostomatidae. Aunque no son propiamente venenosos, sus encimas salivarales pueden dar pequeños sustos. Imagen de dominio público (CC0).

Himenópteros

Muchas avispas, abejas y hormigas (orden Hymenoptera) generan sustancias tóxicas o venenosas como método defensivo. Las hembras de una gran mayoría de himenópteros han desarrollado un aguijón al final del abdomen resultado de la evolución del ovopositor (infraorden Aculeata); sin embargo, también los hay que inyectan estas sustancias mediante mordeduras.

Las hormigas (familia Formicidae) atacan generalmente mediante mordeduras, y algunas especies, como las hormigas de fuego (Solenopsis spp.) o las hormigas bala (Paraponera spp., Dinoponera spp.), también mediante picaduras de su aguijón. Entre las sustancias más conocidas está el ácido fórmico, exclusivo de la subfamilia Formicinae, mientras que las hormigas de fuego inyectan alcaloides del grupo de las piperidinas. La picadura de las hormigas bala, localizadas en Centro y Sudamérica, es considerada la más dolorosa entre los insectos según el Índice Schmidt (similar a una herida por arma de fuego), aunque no suele ser mortal en humanos.

Hormiga roja de la especie Solenopsis invicta (izquierda, imagen de dominio público (CC0)) y hormiga bala de la especie Paraponera clavata (derecha, imagen de April Nobile / © AntWeb.org / CC BY-SA 3.0).

Las hembras de la mayoría de avispas dentro de Aculeata y de las abejas presentan aguijón. Su veneno suele ser rico en fosfolipasas, y en humanos su efecto va desde hinchazones a reacciones anafilácticas graves (en casos de hipersensibilidad o por número masivo de picaduras, como ha ocurrido alguna vez con la “abeja asesina” en América). La picadura de la avispa caza tarántulas (Pepsis formosa), de México y el sur de EUA, es considerada la segunda más dolorosa después de la de la hormiga bala.

Pepsis formosa, una especie de avispa caza tarántulas. Por el nombre, os podéis hacer una idea de su tamaño… Imagen de dominio público (CC0).

Mariposas y polillas

Muchas mariposas y polillas (orden Lepidoptera), ya sea en su fase larvaria, adulta o en ambas, resultan tóxicas para otros organismos como mecanismo contra la depredación.

Las orugas de numerosas especies presentan pelos urticantes que causan irritaciones e inflamaciones en humanos (erucismo), como la de la procesionaria del pino (Thaumetopoea pityocampa), una plaga muy extendida en el sur de Europa y de América.

Nido de orugas de procesionaria en un pino. Imagen de John H. Ghent (CC 3.0).

Por otro lado, los adultos de algunas especies, como los de la mariposa monarca (Danaus plexippus) o los de las zigenas (como Zygaena spp.), ambos de colores muy llamativos (aposematismo, un tipo de mimetismo), presentan sustancias tóxicas en sus tejidos contra depredadores; en el caso de la mariposa monarca, las adquieren por ingestión de plantas tóxicas del género Asclepias.

Adulto de Zygaena transalpina. Imagen de gailhampshire (CC 2.0).

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¿Te ha parecido interesante? ¿Conoces algún otro artrópodo venenoso o tóxico digno de mención? ¡No dudes en dejar tus aportaciones y preguntas en los comentarios!

Referencias

La imagen de portada es de dominio público (CC0) y fue obtenida a través de Pixabay.

Simbiosis entre insectos y microorganismos: los endosimbiontes

Las relaciones simbióticas son un importante motor para la diversificación y la evolución de los organismos. En los insectos, las relaciones con microorganismos endosimbiontes (es decir, que residen en el interior de su cuerpo) les han dotado de un gran número de adaptaciones sorprendentes.

La importancia de la relación entre insectos y sus endosimbiontes

Gran parte del éxito evolutivo y adaptativo de los insectos viene dado por su capacidad para relacionarse con otros organismos y, especialmente, con microorganismos que se ubican en el interior de su cuerpo: los endosimbiontes.

Hasta hace algunos años, se consideraba que la mayor contribución de los microorganismos endosimbiontes a la fisiología de los insectos era su papel en la alimentación, hecho que explicaría su gran diversidad de dietas. Sin embargo, se ha demostrado que los endosimbiontes afectan muchos más aspectos de su fisiología.

Tipos de endosimbiosis

Los microorganismos endosimbiontes pueden encontrarse en el tracto digestivo, en los espacios entre las células y dentro de ellas.

Como norma general, cuanto más internamente se halla el endosimbionte, más estrecha es su relación con el insecto. A continuación, vamos a analizar los cuatro tipos más habituales de endosimbiosis en insectos, empezando por la más externa y menos estrecha.

Microorganismos del tracto digestivo

La microbiota del tracto digestivo de los insectos se compone tanto de procariotas (unicelulares, sin núcleo, como bacterias y arqueas) como de eucariotas (uni o pluricelulares, con núcleo, como los protozoos), y es exclusiva del intestino.

Por lo general, se ubican fuera de las células en la parte posterior del intestino, moviéndose libremente en su luz o adheridos a sus paredes. En muchos insectos fitófagos, como termitas y cucarachas, esta parte posterior del intestino forma una cámara sin oxígeno (anaeróbica) donde tiene lugar la fermentación de la celulosa y otros azúcares complejos.

Sistema digestivo de una termita obrera; la parte coloreada en verde corresponde a la parte posterior sin oxígeno. Figura procedente del artículo: Brune, A. (2014). Symbiotic digestion of lignocellulose in termite guts. Nature Reviews Microbiology, 12(3), 168-180.

En las termitas, esta cámara contiene procariotas anaeróbicos facultativos (pueden desarrollarse con o sin oxígeno) u obligados (sólo se desarrollan en ausencia de oxígeno), como espiroquetas y metanógenos, que participan en la digestión; además, en ciertas termitas obreras, esta cámara también contiene protozoos que participan en la digestión de la celulosa de la madera (¿habéis visto alguna vez un mueble agujereado por termitas?).

A diferencia de otros endosimbiontes, los microorganismos del tracto digestivo se transmiten horizontalmente entre organismos; es decir, los insectos no nacen con ellos, sino que deben adquirirlos a lo largo de su vida. En el caso de las termitas, su adquisición tiene lugar mediante un proceso conocido como trofolaxia: las obreras, que son las únicas que se alimentan por sí mismas, digieren y transfieren el alimento (y sus microorganismos) al resto de miembros de la colonia mediante el contacto de sus aparatos bucales.

Trofolaxia en termitas. Imagen de Shutterstock.

Además, se sabe que los microorganismos son eliminados durante la muda, por lo que la trofolaxia les permite recuperarlos.

Endoparásitos

Los parásitos que viven dentro de un organismo se conocen como endoparásitos, e igual que los microorganismos intestinales, se transmiten horizontalmente de unos insectos a otros.

Existen muchas más relaciones entre insectos y endoparásitos pluricelulares que con microorganismos, siendo los pluricelulares más dañinos en términos generales; es el caso de los parasitoides (de los cuales ya hablamos en esta entrada) y los nematodos (capaces de transmitir bacterias mortales para el insecto).

El tipo de relación endoparasítica más relevante entre insectos y microorganismos, y la única que tratamos aquí, son los vectores: el insecto (o vector) actúa de contenedor y transporte provisional del parásito hasta el momento que éste alcanza su hospedador definitivo. Los parásitos transportados suelen ser protozoos dañinos para vertebrados, como Trypanosoma (enfermedad de Chagas), Leishmania (leismaniosis) o Plasmodium (malaria). Por lo general, el insecto no sufre daño alguno, así que en realidad sería más conveniente hablar de comensalismo y no de parasitismo.

El mosquito Anopheles es vector del protozoo causante de la malaria, Plasmodium. Imagen de dominio público.

Simbiosis extracelular e intracelular

A diferencia de los microorganismos intestinales, los endosimbiontes extra e intracelulares se transmiten verticalmente generación tras generación; es decir, el insecto nace con ellos, los “hereda”. Se trata de relaciones mucho más estrechas.

  • Endosimbiontes extracelulares

Los microorganismos extracelulares pueden ser tanto procariotas como eucariotas y encontrarse en diferentes partes del cuerpo del insecto (incluso en el intestino junto con los microorganismos intestinales). En cualquier caso, nunca penetran en las células. Esto no quita que algunas especies puedan encontrarse tanto fuera como dentro de las células.

Dado que muchos microorganismos extracelulares pueden ser a la vez intracelulares, se considera que podrían encontrarse, a nivel evolutivo, en una transición entre los microorganismos intestinales y los endosimbiontes intracelulares.

Un caso interesante de endosimbiosis extracelular tiene lugar en algunas especies de pulgones de la tribu Cerataphidini. Por lo general, los pulgones o áfidos presentan una bacteria endosimbionte intracelular (Buchnera), pero en estas especies dicha bacteria es substituida por un hongo unicelular similar a las levaduras que vive fuera de las células (YLS, del inglés “yeast-like symbiont”), la cual se ubica tanto en las cavidades entre los órganos (hemocele) por donde circula la hemolinfa como en distintos cuerpos grasos. Igual que Buchnera en el resto de pulgones, los YLS tendrían un papel clave en la dieta del insecto al participar en la producción de ciertos nutrientes esenciales.

Ceratovacuna nekoashi (Cerataphidini). Link (CC 2.5)

Se cree que estos microorganismos similares a levaduras o YLS habrían evolucionado a partir de un hongo entomopatógeno (es decir, dañino para los insectos) cuyo linaje habría derivado, posteriormente, en organismos endosimbiontes beneficiosos.

  • Endosimbiontes intracelulares

Se considera que al menos un 70% de insectos presenta microrganismos endosimbiontes dentro de sus células. Existen dos tipos de endosimbiontes intracelulares:

Endosimbiontes dentro de micetocitos o cuerpos de Blochmann

Los bacteriocitos o micetocitos son un tipo especializado de células adiposas que se encuentran en algunos grupos de insectos y que contienen microorganismos endosimbiontes. Estas células son transmitidas a la descendencia y usualmente se agrupan en forma de órganos conocidos como micetomas o bacteriomas.

Los cuerpos de Blochman, o lo que es lo mismo, los endosimbiontes que se encuentran dentro de los micetocitos, son propios de tres grupos de insectos: Blattaria (cucarachas), diferentes grupos de heterópteros dentro del antiguo grupo de los Homoptera (cícadas, psílidos, áfidos, etc.) y Curculionidae (escarabajos curculiónidos). La relación de estos endosimbiontes con las células suele ser tan estrecha que podrían confundirse con orgánulos celulares (algo así como lo que ocurre con las mitocondrias y los cloroplastos).

Buchnera aphidicola dentro de un micetocito o bacteriocito del pulgón Acyrthosiphon pisum. El elemento central es el núcleo del bacteriocito. Las células de Buchnera son redondas y están empaquetadas dentro del citoplasma del bacteriocito. Imagen de J. White y N. Moran, University of Arizona (CC 2.5).

El caso más estudiado es el de Buchnera en los pulgones o áfidos. Esta bacteria intracelular recicla el ácido úrico y otros desechos nitrogenados del pulgón para producir el aminoácido glutamina, el cual usa como base para producir otros aminoácidos esenciales necesarios para el crecimiento del insecto. Se cree que también produciría la vitamina B2 (riboflavina). Esto explicaría el gran éxito evolutivo de los pulgones y su elevada tasa de reproducción a pesar de tener una dieta rica en carbohidratos (procedente de la sabia de las plantas) y tan pobre en compuestos nitrogenados.

Se ha comprobado que en escasead de nutrientes, el número de Buchnera disminuye, lo que sugiere que los pulgones se alimentan de ellos en situaciones límite. Así pues, la relación es mucho más beneficiosa para el pulgón que para el endosimbionte.

Endosimbiontes inquilinos

En este caso, la relación entre microorganismos inquilinos e insectos no es beneficiosa para ambos (mutualista), ya que el inquilino altera al insecto para salir beneficiado.

Los endosimbiontes inquilinos suelen afectar a la proporción de machos y hembras y a su capacidad reproductiva. Muchos microorganismos inquilinos que viven dentro del citoplasma de las células se transmiten a la siguiente generación a través de los óvulos, por lo que necesitan que haya una mayor proporción de hembras de insectos para asegurar su perpetuidad. Para alterar dicha proporción, recurren a diferentes métodos: muerte de los machos, inducción de la partenogénesis, feminización o incompatibilidad citoplasmática, para lo cual suelen inducir cambios a nivel genético. Uno de los inquilinos más estudiados es Wolbachia, una bacteria intracelular capaz de causar un sesgo en la proporción de sexos mediante casi todas las vías antes mencionadas.

Fenotipos derivados de insectos infectados por Wolbachia. Figura procedente del artículo: Werren, J. H., Baldo, L. & Clark, M. E. 2008. Wolbachia: master manipulators of invertebrate biology. Nature Reviews Microbiology, 6(10), 741-751.

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¿Conoces más relaciones entre microorganismos e insectos? Deja tu aportación en los comentarios.

Referencias

  • Bourtzis K. Miller T. A. (2003). Insect Symbiosis. CRC Press.
  • Douglas, A.E. (1998). Nutritional interactions in insect-microbial symbioses: Aphids and their symbiotic bacteria Buchnera. Annual Review of Entomology, 43: 17–38.
  • Vega F.E., Blackwell M. (2005). Insect-Fungal Associations: Ecology and Evolution. Oxford University Press, USA.

La imagen de portada es un montaje realizado por la autora de este artículo a partir de dos imágenes: 1) vector de bacteria (por Flaticon de www.flaticon.com) y 2) vector de termita (extraído de www.allstatepest.com.au).

La vida (a)sexual de los insectos

La mayoría de grupos de insectos desarrolla organismos unisexuales que se reproducen sexualmente mediante la cópula, generando descendencia a través de la puesta de huevos. Sin embargo, su enorme diversidad también esconde un gran abanico de mecanismos reproductivos.

¡Descúbrelos a través de este artículo! 

Tipos de reproducción

Reproducción sexual: anfigonia y partenogénesis

La reproducción sexual implica la participación de células sexuales especializadas o gametos, las cuales se originan en los órganos sexuales del individuo por meiosis. Es el tipo de reproducción más común entre los artrópodos y los insectos.

1. Anfigonia

En la anfigonia, se generan dos tipos de gametos que, al fusionarse, dan lugar al embrión. Dentro de esta modalidad, la mayoría de insectos son unisexuales o dioicos, por lo que cada organismo desarrolla un sólo tipo de gameto. De hecho, son muy pocos los casos en los que un único organismo genera ambos gametos (hermafroditismo); es el caso de Icerya purchasi (Hemiptera), Perla marginata (Plecoptera) y de diversas especies de la familia Termitoxenidae (Diptera).

Icerya purchasi (izquierda; imagen propiedad de Vijay Cavale, CC 3.0) y Perla marginata (derecha; imagen propiedad de gailhampshire en Flickr, CC 2.0).

Encuentro de pareja y cortejo

En los organismos unisexuales o dioicos, la fusión de los gametos sólo es posible tras encontrar una pareja. Las estrategias que los insectos emplean para encontrar compañero son muy diversas: emisión de feromonas y/o luz, desarrollo de un determinado patrón de coloración o emisión de sonidos y vibraciones (muchas de las cuales ya tratamos en este artículo sobre la comunicación de los insectos).

Una vez encontrada la pareja, puede tener lugar un proceso de cortejo, el cual irá seguido de la cópula si éste tiene éxito. Dicho cortejo puede desarrollarse mediante la ejecución de bailes nupciales, la presentación de ofrendas (p. ej. comida; es el caso de algunas moscas escorpión (Mecoptera)) o la formación de enjambres (vuelos nupciales, como en Hymenoptera), entre otros. En algunos casos, la hembra no decide aparearse con el macho si éste no se encuentra en posesión de un territorio amplio o una fuente de alimento.

En este vídeo podemos ver el vuelo nupcial de las abejas melíferas:

Fecundación

La fecundación o singamia es el proceso mediante el cual los gametos se fusionan para dar lugar al embrión, hecho que tiene lugar tanto en organismos dioicos como hermafroditas.

  • Interna

Siguiendo con los organismos dioicos, el mecanismo más extendido entre los insectos “modernos” para garantizar el encuentro de los gametos es la cópula (fecundación interna). En este caso, el macho suele transmitir directamente sus gametos (espermatozoides) al cuerpo de la hembra, donde se encuentran con los gametos femeninos (óvulos).

Saltamontes de la especie Romalea microptera, nativo de los Estados Unidos. Imagen propiedad de http://www.birdphotos.com, CC 3.0.
  • Externa

En algunos insectos y grupos relacionados más “primitivos”, la fecundación tiene lugar sin el contacto de los órganos sexuales (fecundación externa). En estos casos, el macho libera un espermatóforo, un paquete de esperma generado por las glándulas accesorias de su aparato reproductor, recubierto de una película lipoproteica que previene su desecación. Se considera un paso intermedio entre la reproducción en el medio acuático propia de grupos “primitivos”, los cuales liberaban el esperma al agua sin riesgo a desecarse, y la reproducción en el medio terrestre.

Su producción es propia de grupos relacionados a los hexápodos, como Myriapoda (ciempiés y milpiés); de hexápodos basales, como Collembola, Diplura y Protura; de insectos basales, como Archaeognatha y Zygentoma (pececillos de cobre y pececillos de plata); y de ciertos grupos de insectos más “modernos”, como muchos Orthoptera, Psocoptera, Coleoptera, Neuroptera, Mecoptera y algunos Hymenoptera. En algunos casos, el macho libera el espermatóforo al medio, el cual es recogido posteriormente por la hembra (caso de Collembola); en otros, el macho se lo ofrece a la hembra o bien la dirige al lugar donde éste se encuentra (Zygentoma y Archaeognatha).

Collembola de la especie Sminthurus viridis; detrás, el espermatóforo pedunculado propio de este órden de insectos. Imagen modificada a partir de la fotografía original de Gilles San Martin en Flickr, CC 2.0.
Hembra de Orthoptera recogiendo el espermatóforo de un macho. Imagen modificada a partir de la fotografía original de Sandrine Rouja en Flickr, CC 2.0.

La fecundación interna se considera, pues, una novedad evolutiva y adaptativa al medio terrestre. Sin embargo, a día de hoy aún hay insectos con fecundación interna que conservan la información genética para producir espermatóforo; en estos casos, el macho introduce él mismo el espermatóforo dentro de la hembra, el cual le sirve a ésta como fuente adicional de nutrientes para sus huevos.

En ocasiones, el macho ofrece el espermatóforo como regalo nupcial, incluyendo en éste nutrientes para la hembra.

2. Partenogénesis

En la partenogénesis, la generación de descendencia tiene lugar a través de óvulos sin fecundar. Habitualmente, se la tiende a clasificar como un tipo de reproducción asexual; sin embargo, es mucho más apropiado considerarla un tipo de reproducción sexual al estar implicados los gametos femeninos generados por meiosis.

La partenogénesis puede ser:

  • Accidental: se desarrolla un individuo a partir de un óvulo sin fecundar de forma excepcional en especies anfigónicas; ej. Bombyx mori (mariposa del gusano de seda).
  • Facultativa: algunos óvulos son fecundados y otros no.
  • Obligada: los óvulos sólo pueden desarrollarse sin fecundación. Es el caso de especies que alternan generaciones partenogenéticas y anfigónicas.
Mariposa del gusano de seda (Bombyx mori). De forma extraordinaria, algunos de sus huevos sin fecundar generan descendencia. Imagen propiedad de Nikita en Flickr, CC 2.0.

Además, según la dotación cromosómica del óvulo, la partenogénesis puede ser:

  • Haploide (n) o arrenotoca: los óvulos sin fecundar (n) siempre generan machos y los fecundados (2n), hembras. Se da en abejas y en otros Hymenoptera, en algunos Coleoptera y en Zygentoma, y siempre es facultativa. El control del sexo de la descendencia es un proceso clave en la evolución de las estructuras coloniales en insectos sociales.
En las abejas melíferas, los huevos fecundados dan lugar a hembras  (obreras o, en caso de recibir una alimentación especial, una nueva reina) y los no fecundados, machos. Fotografías de Alex Wild y figura de Ashley Mortensen (web de la Universidad de Florida).

 

  • Diploide (2n) o telitoca: los óvulos sin fecundar (2n) siempre dan lugar a hembras con la misma carga genética que la progenitora (clones). Se da en pulgones (Aphididae, Hemiptera), cucarachas, cochinillas (Coccoidea, Hemiptera) y en algunos escarabajos curculiónidos, y suele ser obligada. Este tipo de partenogénesis tiene la potencialidad de generar una gran cantidad de descendencia en poco tiempo en detrimento de la variabilidad genética. En los pulgones, las generaciones partenogenéticas alternadas con las anfigónicas permiten explosiones demográficas en momentos puntuales.
Pulgones de la especie Aphis nerii. Imagen propiedad de Andrew C, CC 2.0.

A veces, la partenogénesis puede tener lugar en estadios inmaduros, como las larvas o las pupas. Es el caso de la pedogénesis, en la que las formas inmaduras pueden generar descendencia mediante este proceso; se da en algunos cecidómidos (Diptera) y en una especie de escarabajo, Macromalthus debilis, entre otros. No hay que confundirla con la neotenia, caso en el que una forma larvaria desarrolla todos los rasgos y estructuras reproductivos propios de un adulto (caso de algunas cochinillas).

Reproducción asexual

En la reproducción asexual, la generación de descendencia tiene lugar sin la participación de los gametos.

Es una modalidad muy poco habitual en insectos, representada únicamente por una forma muy peculiar conocida como poliembrionía. Mediante este proceso, a partir de un solo óvulo fecundado se generan cientos de individuos por escisión del embrión. Aunque inicialmente tiene lugar una fecundación, el resto de individuos se genera asexualmente. Se da únicamente en unas pocas especies de cecidómidos e himenópteros calcídidos (parasitoides), propiciando una gran explosión poblacional.

Generación de descendencia

La producción de descendencia en los insectos puede tener lugar de formas bien distintas:

Oviparismo

Tiene lugar mediante la puesta de huevos, siendo el mecanismo más extendido.

Puesta de mantis u ooteca (izquierda; imagen propiedad de Scot Nelson en Flickr, CC 2.0) y puesta de la mariposa blanca de la col, Pieris brassicae (derecha; imagen propiedad de Walter Baxter, CC 2.0).

Ovoviviparismo

Los huevos fertilizados son incubados dentro de los conductos reproductivos de la hembra. Ocurre en algunas cucarachas, pulgones, cochinillas y moscas (Muscidae, Calliphoridae y Tachinidae), y en unos pocos escarabajos y trips (Thysanoptera). Los huevos eclosionan inmediatamente antes o después de la puesta.

Viviparismo

Las hembras dan a luz directamente a las larvas. Existen distintas modalidades entre los insectos:

  • Viviparismo pseudoplacentario: la hembra desarrolla huevos con poco vitelo en sus conductos reproductores y ésta los nutre mediante un tejido similar a una placenta. Se da en muchos pulgones y Dermaptera, en algunos Psocoptera y en Polyctenidae (Hemiptera).

En este vídeo de Neil Bromhall, vemos a un grupo de pulgones o áfidos “dando a luz”:

  • Viviparismo hemocélico: los embriones se desarrollan libremente en la hemolinfa de la hembra (líquido interno equivalente a la sangre), de la cual obtienen nutrientes por osmosis. Ocurre sólo en Strepsiptera y en cecidómidos. En algunos cecidómidos, las larvas consumen a su progenitora, que también es una larva (caso extremo de pedogénesis larvaria).
  • Viviparismo adenotrófico: la larva está tan poco desarrollada que debe continuar alimentándose a partir de secreciones procedentes de unas glándulas accesorias (“glándulas mamarias”) situadas en el canal reproductivo de la hembra. Una vez alcanza el tamaño adecuado y tras ser depositada, la larva pupa inmediatamente. Ocurre en dípteros de las familias Glossinidae (mosca tse-tse), Hippoboscidae (moscas de los caballos o palomas), Nycteribidae y Streblidae (moscas de los murciélagos).

En este vídeo de Geoffrey M. Attardo (AAAS/Science), vemos a una mosca tse-tse teniendo a su larva:

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¿Quién dijo que la vida (a)sexual de los insectos era sencilla? Y tú, ¿Conoces alguna curiosidad? ¡Envíanos tus comentarios!

Referencias

La imagen de portada es propiedad de Irene Lobato Vila (autora de este artículo).

¡Que no te piquen las chinches!

Al oír esta expresión, más de uno habrá temido sufrir las picaduras de esos pequeños bichos llamados “chinches” al irse a dormir (especialmente en una cama ajena). Sin embargo, lo cierto es que ni todas las chinches pican, ni todas se esconden en las camas, ni todas son tan pequeñas como estos compañeros nocturnos.

¿Qué son realmente las chinches? ¿Todas son dañinas? ¿Dónde se encuentran? Descubre su diversidad en este artículo, ¡y olvídate de una vez por todas de su mala fama!

¿Qué son?

Al referirse a las chinches, a menudo la gente no es consciente de la gran diversidad que esconden estos organismos, las cual va más allá de la idea de esos pequeños insectos que nos pican mientras dormimos. Las chinches pertenecen al suborden de los Heteroptera, un taxón de distribución cosmopolita que incluye más de 40.000 especies a nivel mundial; de hecho, constituyen el grupo de insectos más grande con metamorfosis sencilla. Su fósil más antiguo, Paraknightia magnifica, data del Pérmico superior en Australia (260-251 MA).

Este suborden se clasifica dentro del orden de los Hemiptera junto con otros subórdenes antiguamente agrupados en uno sólo (“Homoptera”), el cual incluía organismos tan conocidos como las cigarras (Cicadidae) o los pulgones (Aphididae).

¿Cómo los reconocemos?

Los heterópteros presentan un amplio abanico de formas y tamaños, oscilando entre apenas un milímetro a varios centímetros. Los miembros más pequeños pertenecen a las familias Anthocoridae, Microphysidae, Ceratocombidae, Dipsocoridae, Aepophilidae y Leptopodidae, apenas visibles. Entre los miembros más grandes se encuentran algunas especies de la familia Belostomatidae, como Lethocerus indicus con sus 6,5-8 cm de longitud.

A pesar de esto, constituyen un grupo monofilético con, al menos, tres caracteres morfológicos únicos o sinapomorfías:

  1. Piezas bucales de tipo picador-chupador, alargadas en forma de estilete.

    Piezas bucales del depredador Arilus cristatus (Reduviidae). Imagen propiedad de John Flannery en Flicker (CC 2.0).
  2. Glándulas odoríferas pares.
  3. Antenas con 4 segmentos.

Además, sus alas anteriores o hemiélitros se dividen en dos regiones fácilmente diferenciables: una basal endurecida y una distal membranosa, considerado un carácter derivado. De ahí que recibieran el nombre de Heteroptera (del griego “hetero”, diferente; “-pteron”, ala).

Pentatomidae. La parte superior de las alas anteriores está endurecida, mientras que la distal es membranosa. Imagen propiedad de Mick Talbot en Flickr (CC 2.0).

Ecología

Ciclo de vida

Los heterópteros llevan a cabo una metamorfosis sencilla, por lo que juveniles y adultos apenas presentan diferencias y conviven en el mismo hábitat. Tras salir del huevo, los juveniles o ninfas experimentan diversas mudas sucesivas, aumentando su tamaño. Finalmente, tras una última muda conocida como muda imaginal, alcanzan la fase adulta o imago.

Ciclo de desarrollo de los heterópteros. Imagen propiedad de Encyclopedia Britannica, Inc. (link).

Los adultos se diferencian de las ninfas por presentar alas, una nueva disposición de las aberturas de las glándulas odoríferas, un número diferente de segmentos tarsales (patas) y antenales, ocelos, ornamentación (espinas y pelos glandulares), rasgos sexuales en los segmentos terminales del abdomen y, en ocasiones, el patrón de coloración, además de una mayor talla y consistencia del tegumento o exoesqueleto.

Nimfa de Nezara viridula (Pentatomidae), aún carente de alas. Imagen propiedad de S. Rae en Flickr (CC 2.0).

Comunicación y defensa

Los individuos de una misma especie se comunican principalmente mediante la emisión de feromonas volátiles que emiten a través de las glándulas odoríferas, gracias a las cuales pueden agruparse (feromonas de agregación) o reunirse para la reproducción (feromonas sexuales). Aunque menos estudiado, también se han citado casos de especies que emiten sonidos por estridulación, es decir, frotando dos partes del cuerpo entre sí como hacen, por ejemplo, las cigarras.

Los heterópteros también presentan mecanismos defensivos activos y pasivos:

  • Entre los métodos pasivos se encuentran las características del propio cuerpo (por ejemplo, estructuras lisas, redondeadas, que dificultan el agarre), la inactividad (no moverse para pasar desapercibido) y la cripsis o el mimetismo. Dentro de las cripsis o mimetismos, destacan 1) la mimesis de color (homocromía), por ejemplo, con la vegetación, 2) la mimesis de forma (homotipia), mediante la cual se confunden con estructuras de su entorno, ya sean vegetales u otros animales (por ejemplo, imitando a hormigas en el caso de especies mirmecomorfas, un tipo de mimetismo batesiano) y 3) la disrupción de la silueta mediante formas que dificultan marcar los límites del individuo con su entorno.
Leptoglossus occidentalis (Coreidae), con sus tibias posteriores aplanadas simulando hojas. Imagen propiedad de Giancarlodessi (CC 3.0).
Myrmecoris gracilis (Miridae), un claro ejemplo de mirmecomorfia. Imagen propiedad de Michael F. Schönitzer (CC 4.0).
  • Entre los métodos activos, destacan 1) la huida, 2) los picotazos, 3) el desprendimiento de apéndices para confundir y 4) la emisión de sustancias malolientes o irritantes mediante las glándulas odoríferas; en muchas ocasiones, adquieren estas sustancias irritantes o tóxicas a través de las plantas que ingieren. También las hay que emiten sonidos intimidatorios mediante estridulación.

Formas de vida y diversidad

Si bien casi todo el mundo conoce a las chinches por su alimentación basada en la ingesta de sangre, éste no es ni mucho menos su único modo de vida.

  • Terrestres

La mayoría de heterópteros vive en distintos ambientes terrestres, sobre plantas o en el suelo, pudiendo ser totalmente fitófagos (dieta basada en fluidos vegetales) o depredadores de otros insectos que se mueven entre la vegetación, los cuales además pueden ingerir líquidos vegetales para complementar su dieta. También los hay que viven bajo la corteza alimentándose de hongos, o en el suelo nutriéndose de raíces. Algunos ejemplos de familias terrestres fitófagas son Pentatomidae y Coreidae; entre las chinches depredadoras, las cuales utilizan su estilete para inocular agentes proteolíticos a sus presas, disolverlas y succionar su contenido, encontramos muchos representantes de la familia Reduviidae.

  • Acuáticos y semiacuáticos

Existe una gran diversidad de formas acuáticas o semiacuáticas depredadoras y fitófagas, las cuales presentan adaptaciones para vivir en estos ambientes, como la presencia de pelos hidrófugos (repelen el agua). La mayoría vive en lagos y ríos, ya sea únicamente en su superficie (semiacuáticos) o sumergidos.

Las especies semiacuáticas suelen presentar patas y antenas largas que, junto con los pelos hidrófugos, les ayudan a sostenerse sobre el agua; un ejemplo conocido de chinches semiacuáticas son los zapateros (familia Gerridae), abundantes en Europa.

Zapatero (Gerris sp.). Imagen propiedad de Webrunner (CC 3.0)

En cambio, las especies acuáticas suelen presentar algún par de patas transformado en paletas natatorias; un buen ejemplo son los notonéctidos (familia Notonectidae), los cuales presentan el último par de patas aplanadas y con franjas de pelos para aumentar su superficie.

Notonecta sp. (Notonectidae). Imagen propiedad de Jane Burton/Bruce Coleman Ltd. (link).

Los heterópteros acuáticos necesitan el aire para respirar, por lo que periódicamente realizan ascensos a la superficie para captar oxígeno. Para ello, han desarrollado múltiples estrategias, como absorber aire directamente hacia su sistema respiratorio o traqueal mediante un sifón (familia Nepidae) o capturar burbujas de aire mediante los pelos hidrófugos (familia Notonectidae). Otras, simplemente, quedan rodeadas de una fina película de aire al salir del agua (plastron) gracias a los pelos hidrófugos.

  • Hematófagos

También hay heterópteros que se alimentan de sangre como parásitos de aves y mamíferos, pudiendo ser potenciales vectores de enfermedades. Este es el caso de los Cimicidae (como Cimex lectularius, la chinche de las camas que da fama al grupo) y algunos grupos de Reduviidae, como la subfamilia Triatominae o vinchucas, agentes vectores de la enfermedad de Chagas en Centro y Sudamérica principalmente (siendo Triatoma infestans su mayor vector).

Ninfa de Cimex lectularius o chinche de las camas. Imagen de dominio público.
Triatoma sp. (Triatominae). Imagen propiedad de Bramadi Arya (CC 4.0)

Interés científico

Los heterópteros son interesantes por distintos motivos:

  • Contribuyen a regular las poblaciones de algunas plagas de insectos en bosques y cultivos, siendo un elemento esencial en el control integrado de plagas. Es el caso de algunos heterópteros depredadores de las familias Reduviidae, Anthocoridae, Miridae, Nabidae y Geocoridae. Sin embargo, algunos heterópteros fitófagos también pueden desarrollarse como plagas.
  • Han sido un modelo científico para estudiar la fisiología de los insectos.
  • Forman una parte importante de la dieta humana en algunos países, siendo especialmente consumidos los pentatómidos. También son muy apreciados en Asia algunos heterópteros acuáticos, como Lethocerus sp. (Belostomatidae) en Vietnam y Tailandia.
Lethocerus sp. Imagen propiedad de Judy Gallagher en Flickr (CC 2.0).
  • Son vectores de enfermedades o causantes de malestar. El caso más clásico es el chinche de las camas (Cimex lectularius), el cual se ha convertido en una plaga frecuente en regiones templadas; algunos cimícidos también resultan dañinos para las aves de corral. Por otro lado, y especialmente en América, los redúvidos de la subfamilia Triatominae son agentes vectores de enfermedades (como la enfermedad de Chagas causada por el protozoo Trypanosoma cruzi).

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Todos los organismos tienen alguna función o utilidad, tan sólo hay que indagar un poco para averiguarlo. ¡Incluso las chinches que tanta gente teme!

Referencias

Foto de portada propiedad de Pavel Kirillov en Flickr, con licencia Creative Commons 2.0. (link).