Arxiu de la categoria: ZOOLOGIA

La vespa asiàtica gegant (Vespa mandarinia): què en sabem?

D’entre els nombrosos organismes exòtics invasors que han arribat a Europa, les vespes asiàtiques es troben dins dels més comentats en xarxes socials i fòrums naturalistes. La vespa asiàtica (Vespa velutina) es va instal·lar a Europa i, posteriorment, a la Península Ibèrica, esdevenint un mal de cap per apicultors i administració en tractar-se d’una espècie molt voraç. Tanmateix, existeix un insecte que preocupa els apicultors occidentals fins i tot més que la vespa asiàtica: la vespa asiàtica gegant (Vespa mandarinia).

Què en sabem, d’aquesta espècie? La seva presència a Occident és real o tan sols el fruit d’identificacions errònies? T’ho expliquem en aquest post.

La vespa asiàtica gegant (Vespa mandarinia): què en sabem?

Durant el meu darrer viatge al Japó el passat mes de setembre, vaig trobar-me cara a cara amb un insecte espectacular: la vespa asiàtica gegant (Vespa mandarinia). Veure-la en directe em va impressionar fins el punt de motivar-me a escriure aquest post.

La vespa asiàtica gegant (Vespa mandarinia) és una espècie d’himenòpter nativa de l’est i sud-est d’Àsia especialment abundant a les zones rurals del Japó. Fins fa poc temps, es considerava que la varietat japonesa pertanyia a una subespècie endèmica pròpia d’aquest país (Vespa mandarinia japonica); aquesta classificació, però, actualment no es considera vàlida.

Es tracta de la vespa (espècie dins del gènere Vespa) més gran del món. Les obreres mesuren entre 3.5 i 4.0 cm, mentre que les reines solen mesurar al voltant de 5.0 o 6.0 cm, fins i tot més en alguns casos puntuals, i presentar una longitud d’ala a ala d’entre 3.5 i 7.5 cm; un monstre en comparació a les vespes asiàtiques (Vespa velutina), que mesuren d’entre 2.0 a 3.0 cm (3.5 cm les reines).

Vespa mandarinia Natural Museum of Natural Science Tokyo
Exemplar de Vespa mandarinia (esquerra) dipositada a l’exposició general del Museu Nacional d’Història Natural de Tokyo, Japó. Imatge de Irene Lobato Vila.

Al Japó, de fet, se les coneix com a オオスズメバチ (oosuzumebachi), el que pot traduir-se com “vespa pardal”.

Com les diferenciem d’altres espècies similars?

La vespa gegant asiàtica és fàcilment recognoscible, i es diferencia d’altres espècies dins del gènere Vespa, per la seva gran mida, presentar un cap completament groc-ataronjat molt fàcil de distingir fins i tot en moviment (el qual contrasta amb la resta del cos, de color més fosc), un clipi ben desenvolupat i una cara en visió frontal molt eixamplada pels costats.

Cara de Vespa mandarinia. Imatge modificada a partir de la original de Gary Alpert, CC 3.0.

A més a més, i a diferència de la vespa asiàtica (V. velutina), presenta les potes més fosques (grogues en V. velutina) i el metasoma o abdomen generalment amb ratlles groc-ataronjades i negres alternades (gairebé negre, amb el quart segment groc, en V. velutina).

Vespa mandarinia male
Vespa mandarinia. Imatge de Yasunori Koide, CC 4.0.
Vespa velutina
Vespa velutina. Imatge de Francis ITHURBURU, CC 3.0.

La vespa asiàtica gegant és molt semblant a la nostra vespa terrera, carnissera o xana (Vespa crabro), present a Europa i introduïda a Amèrica. Tanmateix, es diferencia fàcilment d’aquesta espècie pels trets mencionats anteriorment.

Comparisson Vespa
Vespa mandarinia (adalt), Vespa crabro (abaix a l’esquerra), Vespa vulgaris (abaix al centre) i Vespa germanica (abaix a la dreta). Imatge de @carim_nahaboo a picbear.org.

Al marge del gènere Vespa, tampoc l’hem de confondre amb Megascolia maculata, freqüent a Europa i Pròxim Orient i amb una mida d’entre 2 i 4 cm.

Megascolia maculata. Imatge de gailhampshire, CC 2.0.

Comportament i biologia

Nidificació

La vespa asiàtica gegant és una espècie eusocial (organisme colonial i jeràrquic, amb formes sexuals i asexuals que conviuen alhora i amb una forta cura parental) que nidifica principalment en muntanyes i boscos situats a poca alçada. A més a més, i a diferència de la resta d’espècies dins del gènere Vespa, V. mandarinia construeix els seus nius gairebé exclusivament en cavitats sota terra, rarament en edificis. Aquestes cavitats poden ser excavades per la pròpia vespa, procedir d’espais situats a prop d’arrels putrefactes o bé tractar-se de caus abandonats de rosegadors, serps o altres organismes.

En èpoques de reproducció i nidificació, V. mandarinia es presenta especialment agressiva i territorial, de manera que les obreres no dubtaran a atacar en cas de sentir-se amenaçades. El període de còpula d’aquesta espècie sol tenir lloc a la tardor, de manera que és en aquesta època quan, en cas d’endinsar-nos en territoris de nidificació, hem d’anar amb més cura (durant el nostre ascens al Misen, a l’illa d’Itsukushima (al sud d’Hiroshima), vam trobar una bona quantitat d’aquests vespes… i no semblaven pas gaire contentes de veure’ns allà).

Mount Misen
Camí d’ascens al Misen (Itsukushima, Japó), hàbitat de V. mandarinia. Imatge de Irene Lobato Vila.

Les obreres solen allunyar-se del niu entre 1 i 2 km, podent arribar fins i tot als 8 km. No dubtaran, doncs, en perseguir una possible amenaça diversos quilòmetres en cas de ser necessari.

Alimentació

Vespa mandarinia és molt voraç, més fins i tot que la seva parent V. velutina: s’alimenta d’altres insectes, entre els quals abelles mel·líferes. És, d’altra banda, una espècie dominant en els hàbitats en què es troba, de manera que gairebé no presenta amenaces (excepte el propi ésser humà) i actualment no es tem pel seu estat de conservació.

La seva voracitat és la que la converteix en una espècie especialment problemàtica per a l’apicultura, ja que una sola vespa pot acabar tranquil·lament amb 40 o 50 abelles en un minut. A més a més, és l’única vespa eusocial que realitza atacs grupals contra ruscs d’abelles i altres nius de vespes. Aquests atacs solen dividir-se en tres fases:

  • Fase de caça: obreres solitàries esperen fora del rusc o niu i capturen les preses al vol, les quals són portades per la vespa al seu niu per alimentar les seves pròpies larves. Fase de durabilitat indefinida.
  • Fase de “matança”: entre 2 i 50 vespes es reuneixen davant d’un rusc o niu prèviament marcat químicament per una obrera, i inicien una matança massiva d’abelles o vespes. A diferència de la fase anterior, en aquesta les vespes ignoren els cadàvers de les preses, que es van acumulant. Rarament es produeixen baixes en les files de les vespes, però si els atacs es perllonguen molt en el temps és possible que morin exhaustes o bé de fam.
  • Fase d’ocupació: les vespes passen a defensar el rusc o niu “conquerit”, del qual en capturen les larves per donar de menjar a la seva pròpia progènie i a la reina. Durant l’ocupació, les  vespes passen a ser molt territorials i agressives.

L’abella de la mel europea (Apis mellifera) ha estat àmpliament importada al Japó degut a què la seva espècie nativa (Apis cerana) no és tan productiva. Malauradament, l’abella de la mel europea es troba indefensa davant V. mandarinia en no haver desenvolupat cap sistema defensiu contra aquest voraç depredador, cosa que sí ha fet A. cerana.

Si no, mireu aquest vídeo, el qual ja vam comentar en aquest post:

Picada

Les femelles de V. mandarinia presenten un fibló d’entre 6 mm i 1 cm amb el qual poden injectar una gran quantitat de verí. I és precisament la quantitat injectada de verí i no tant la seva composició el que les fa especialment perilloses.

Anualment, entre 30 i 50 persones moren per picades d’aquesta espècie al Japó, convertint-se en l’organisme més mortífer d’aquest país seguit d’óssos i serps verinoses. Una sola picada pot requerir d’atenció mèdica primària o d’hospitalització, i fins i tot en persones no al·lèrgiques pot arribar a causar xocs anafilàctics si la dosi de verí injectada (resultat d’una única picada o per la suma d’unes quantes) és prou elevada.

Warning
Senyal per alertar sobre la presència de V. mandarinia a Enoshima (Kanagawa, Japó). Imatge de Irene Lobato-Vila.

Es troba actualment a Occident?

Vespa mandarinia NO es troba a Occident. Recentment es va confirmar la troballa d’un únic niu d’aquesta espècie a l’illa de Vancouver, Canadà, el qual va ser eradicat segons fonts del Ministeri d’Agricultura. Llevat d’aquest cas aïllat, avui dia no s’han registrat més albiraments de la vespa asiàtica gegant a Occident, de manera que totes les suposades cites d’aquesta espècie han estat fruit d’identificacions errònies.

Malgrat això, les administracions es troben en alerta, ja que de la mateixa manera que V. velutina es va introduir a Europa el 2004, també podria fer-ho V. mandarinia. A causa del seu potencial colonitzador i pel fet de constituir una amenaça greu per a les espècies autòctones i la producció apícola, aquesta espècie va ser inclosa en el Catàleg espanyol d’espècies exòtiques invasores tot i no trobar-se encara (i esperem que mai) a la Península Ibèrica.

.          .          .

Veurem algun cop V. mandarinia a Occident? Esperem que no…

Imatge de portada de Yasunori Koide, CC 3.0.

Anuncis

Els mamífers extingits més recentment a causa dels humans

La història de la vida està plena d’extincions de diversos éssers vius, algunes massives i popularment conegudes, com la dels dinosaures. L’extinció és un procés habitual, potser necessari, en l’evolució biològica. Així i tot, la responsabilitat que tenim l’espècie humana de l’elevat ritme d’extincions en els últims anys és alarmant. Fins i tot es parla d’una nova era geològica, en la qual el planeta a nivell global està canviant a causa de la nostra activitat: el Antropocè. En aquest article coneixeràs quatre mamífers que existien fa tot just 300 anys, però ja no tornarem a veure mai més en viu. O potser sí?

ELS MAMÍFERS EXTINGITS MÉS RECENTMENT A CAUSA DELS HUMANS

1. EL TIGRE DE TASMÀNIA

Comencem amb el llop marsupial o tigre de Tasmània (Thylacinus cynocephalus). Sota aquesta varietat de noms, es troba un animal més pròxim als cangurs i coales que als tigres o llops: el tigre de Tasmània era un marsupial originari d’Austràlia.

Un dels pocs llops marsupials que es conserven taxidermitzats al món. Museo Nacional de Ciencias Naturales, Madrid. Foto: Mireia Querol Rovira

El llop marsupial era un caçador solitari i crepuscular, que atrapava a les seves preses mitjançant emboscades, ja que no era molt veloç. Una característica única era la capacitat que tenia per obrir la boca: les potents mandíbules podien obrir-se en un angle de 120 graus. Observa’l en el següent vídeo:

De la mateixa manera que la resta de marsupials, les cries no naixien directament, sinó que acabaven de desenvolupar-se en el marsupi (la popularment coneguda com “bossa”) de la mare.

Extinció y protecció del llop marsupial

L’últim exemplar salvatge conegut va ser caçat el 1930, i el 1933 va morir l’últim exemplar captiu en un zoo, 125 anys després de la seva descripció (1808). Hi ha diverses hipòtesis sobre la seva extinció:

  • Caça intensiva: igual que passa actualment amb el llop a Espanya, el llop marsupial va ser acusat de matar bestiar, per la qual cosa s’oferien recompenses per animal abatut. Estudis posteriors han conclòs que la seva mandíbula no era prou forta com per matar una ovella adulta.
  • Reducció de l’hàbitat i de les preses: amb la colonització d’Austràlia seu hàbitat i preses habituals es van veure reduïts.
  • Introducció d’espècies invasores i malalties: la colonització també va suposar la introducció d’espècies que competien amb el tigre de Tasmània (gossos, guineus…) i malalties noves per les que no estava immunitzat.

La protecció de l’espècie es va aprovar 59 dies abans de la mort de l’últim exemplar, una llei tardana i insuficient.

Si vols saber més sobre el llop marsupial et convidem a llegir l’article que li vam dedicar fa 4 anys: El llop marsupial: nosaltres el vam extingir.

2. LA QUAGA

La quaga (Equus quagga quagga) es tractava d’una subespècie de zebra que habitava les planes de Sud-àfrica. La meitat anterior del cos posseïa les típiques ratlles negres i blanques de la zebra, que s’anaven difuminant per donar lloc a un color marronós a la part posterior, de manera que en un principi es va creure que era una espècie separada de la zebra comuna (Equus quagga). Les potes eren blanques.

El seu estrany nom pertany a l’onomatopeia en la llengua dels Khoi del soroll que feien les quagues.

Cuaga quagga disecada ,taxidermia, taxidermy
Quaga taxidermizada al Museo de Historia Natural de Bamberg. Només existeixen 23 quagues dissecades en tot el món. Foto: Reinhold Möller

Extinció i recuperació de la quaga

L’últim exemplar salvatge va morir en 1870, i l’últim en captivitat va morir el 1883 al zoo d’Amsterdam, només 98 anys després de la seva descripció (1785). Tot i que la quagga es va començar a caçar per part dels colons holandesos per utilitzar la seva carn i pell, la disminució de la seva població es va veure accelerada fins a l’extinció davant la caça intensiva per exterminar els animals salvatges de la zona i així utilitzar les pastures per al bestiar domèstic.

quagga, cuaga, animal extinto
De les poques fotografies existents d’una quaga, al zoològic de Londres (1870). Foto: Biodiversity Heritage Library (domini públic)

En el seu moment no es va fer cap esforç de conservació. És més, no es va saber que la quaga del zoo d’Amsterdam era l’última existent fins al cap d’uns anys. No obstant això, la quaga té el dubtós honor de ser l’única espècie extinta que ha “tornat a la vida” gràcies a un projecte anomenat The Quagga Project que es va iniciar el 1987. Quan es va descobrir que la quaga no era una espècie separada de la zebra, sinó una subespècie, es va seqüenciar el seu ADN i es va comparar amb el de la zebra. Al cap i a la fi, si eren subespècies, les zebres havien de tenir en els seus gens ADN de les quagues. Mitjançant la cria selectiva de zebres amb tendència a la desaparició de les ratlles, algunes quagues es troben pasturant actualment en camps del nord de Sud-àfrica.

Tot i que la primera tècnica en què es pensa per a la recuperació d’espècies extintes és la clonació, en el cas de la quagga ha estat possible mitjançant la reproducció de zebres seleccionades gràcies a l’ADN de quaga conservat en el seu genoma, encara que no siguin quaggas 100% idèntiques a les seves avantpassades extintes.

En aquest vídeo pots veure quagues actuals i el procés d’investigació seguit per “ressuscitar-les” (subtítols en anglès):

3. VACA MARINA DE STELLER

La vaca marina de Steller (Hydrodamalis gigas) era un sireni, és a dir, un mamífer marí del mateix ordre que els manatís i el dugong. Es distribuïa pel mar de Bering, a prop de Kamchatka (est de Rússia). Mesurava fins a 8 metres de llarg i pesava 5 tones.

vaca marina de steller, steller marine cow, esqueleto, skeleton, model, modelo
Model i esquelet de vaca marina de Steller. Foto: KKPCW

A diferència de la resta de sirenis, que habiten a l’oceà Índic i part del Pacífic, la vaca marina de Steller habitava en aigües fredes, posseïa menys dents i era el millor sireni adaptat a la vida marina. Era totalment herbívora (algues i plantes).

Extinció y conservació de la vaca marina de Steller

La vaca marina de Steller posseeix el trist rècord de ser l’animal més ràpid en extingir-se des del seu descobriment el 1741: tan sols 27 anys. La causa torna a ser la caça indiscriminada per part de caçadors de foques i baleners, per lucrar-se amb la pell, carn i greix. Gairebé sense depredadors, les vaques marines van ser preses fàcils. No es va fer cap esforç de conservació de l’espècie.

Actualment només existeixen uns 20 esquelets i poques mostres de pell.

4. RINOCERONT NEGRE OCCIDENTAL

Acabem la llista de mamífers extingits recentment amb el rinoceront negre occidental (rinoceront negre de l’oest), una subespècie del rinoceront negre. Mesurava gairebé 4 metres de llarg i podia arribar a pesar 1,3 tones. Com tots els rinocerontes, eren herbívors.

rinoceronte negro occidental, wester black rino, rinoceront negre
Rinoceront negre occidental. Font: savetherhino.org

Extinció i conservació del rinoceront negre occidental

Habitava a la sabana del centre-oest d’Àfrica fa tan sols 8 anys (la UICN el va declarar extint en 2011). La causes de la seva extinció van ser:

  • Pèrdua d’hàbitat.
  • Matances per part de grangers per protegir les seves collites.
  • I sobretot la caça furtiva, principalment per comercialitzar amb les seves banyes i com a trofeus de caça. Les banyes dels rinoceronts s’utilitzen en la medicina tradicional xinesa, qui li atribueixen propietats medicinals, propietats sense cap evidència científica. Si vols conèixer més animals amenaçats a causa d’aquesta activitat, et convidem a llegir Els cinc animals més amenaçats per la medicina tradicional xinesa.

Dels 850.000 exemplars censats a principis de segle XX, entre 1960 i 1995 els furtius van reduir la població en un 98%. El 2001, només quedaven 5 rinoceronts vius. Tot i les mesures de conservació preses a principis del segle XX, la lluita contra la caça i aplicació de sentències contra els furtius van anar decaient amb el temps, el que va conduir a la desaparició de la subespècie.

rinoceronte, rhino
Rinoceronte con el cuerno amputado. Foto: A. Steirn

Una altra subespècie de rinoceront s’ha extingit en els últims anys: el rinoceront negre del sud (Diceros bicornis bicornis) va desaparèixer el 1850 a causa de la caça excessiva i destrucció de l’hàbitat. La resta de subespècies estan críticament amenaçades.

PER REFLEXIONAR

La llista d’animals extints en època històrica i a causa de l’acció humana no deixa de créixer. Alguns, com el dofí xinès de de riu o Baiji (Lipotes vexillifer), s’ha declarat extint en més d’una ocasió. Actualment la UICN el té categoritzat com críticament amenaçat-possiblemente extint, tot i que no hi ha evidències sòlides de la seva existència des de 2007. La vaqueta marina (Phocoena sinus) pot ser la següent, amb només 12 exemplars detectats el 2018.

baiji, delfin de rio chino, river dolphin, China, extinct, extinto extingit
Baji fotografiat abans de la seva mort en captivitat, 2002. Foto: Institute of Hydrobiology, Wuhan, China

Tot i que els animals, i sobretot els mamífers, contenen les espècies més icòniques que l’opinió popular vol conservar, cal no oblidar el valor biològic d’altres espècies d’animals, plantes, fongs i fins i tot bacteris de les que hauríem d’evitar la seva extinció. En un futur article donarem a conèixer algunes d’aquestes espècies.

És un cuc? És una eruga? No! És un onicòfor

Entre la fullaraca i el terra de selves tropicals i boscos plujosos, s’amaguen uns petits i curiosos depredadors que recorden a erugues, cucs i llimacs: els onicòfors. Si bé tan sols se’n coneixen unes poques espècies, els seus trets anatòmics, reproductius i ecològics fan que se’ls consideri un grup d’animals independent i únic. T’animes a conèixer-los? Continua llegint.

És un cuc? És una eruga? NO! És un onicòfor

Els onicòfors o “cucs de vellut” (de l’anglès “velvet worms”) constitueixen un fílum de petits organismes invertebrats d’entre 5mm a 15 cm de llargada que presenten cossos tous, allargats i poc modificats, i amb petites potes còniques sense articulacions d’aspecte similar a les de les erugues.

Peripatoides novaezealandiae, una espècie d’onicòfor de Nova Zelanda. Imatge de Gil Wizen (c) (link).

El seu nom científic, Onychophora, es compon dels termes grecs onykhos, “ungla” i phoros, “portar” que, units, signifiquen “portadors d’urpes“; això es deu al fet que, al final de cadascuna de les seves potes, presenten unes urpes endurides i retràctils.

“Urpes” de l’onicòfor Euperipatoides kanangrensis. Imatge de Martin Smith CC 4.0 (link).

Actualment se’n coneixen al voltant d’unes 200 espècies a tot el món, totes elles terrestres, localitzades exclusivament a l’hemisferi sud. Es troben classificades en dues famílies, la distribució de les quals és mútuament excloent: Peripatidae, de distribució circumtropical (sobretot Mèxic, Amèrica Central, nord d’Amèrica del Sud i el sud-est Asiàtic), i Peripatopsidae, de distribució circumaustral (sobretot Australàsia, Sud-àfrica i Xile).

Distribució dels onicòfors al món. En verd, família Peripatidae; en vermell, família Peripatopsidae; punts negres, restes fòssils. Imatge de Benutzer:Achim Raschka CC 3.0 (link).

La troballa de diversos fòssils datats del principi del Cambrià suggereix que els avantpassats dels onicòfors van aparèixer poc després de l’Explosió Cambriana i que haurien dut a terme una transició de la vida aquàtica a la terrestre.

A què s’assemblen els onicòfors?

Actualment, la idea més acceptada i avalada per diferents estudis anatòmics i moleculars és que es tracta d’un fílum independent d’ecdisozous, és a dir, organismes que duen a terme l’ecdisi o muda de la seva coberta corporal externa o cutícula, estretament emparentats amb els tardígrads o óssos d’aigua i amb els artròpodes (insectes, aràcnids i grups afins, miriàpodes, crustacis i els extints trilobits).

Filogènia dels Bilateria (organismes amb simetria bilateral). Font: tolweb.org

El grup format per onicòfors, artròpodes i tardígrads rep el nom de Panarthropoda, un taxó monofilètic, és a dir, que agrupa tots els descendents d’un avantpassat comú, la validesa del qual, malgrat algunes discrepàncies, es troba avalada per una majoria d’estudis.

Filogènia dels Panarthropoda. Font: Wikipedia

Així doncs, tot i semblar cucs (anèl·lids), llimacs (mol·luscs gasteròpodes) o erugues (larves de lepidòpters), no pertanyen a cap d’aquests grups.

Anatomia

Els onicòfors presenten un cos allargat recobert d’una fina cutícula dèbilment anellada (pseudosegmentada) la qual, al seu torn, es troba coberta de papil·les sensorials amb petits pèls o sensil·les, el que els confereix aquest aspecte vellutat tan característic.

Pots apreciar les papil·les que cobreixen el seu cos i la segmentació de la cutícula? Imatge de l’espècie Eoperipatus totoro de Melvyn Yeo (c) (link)

Internament, el seu cos es troba dividit en segments veritables cadascun proveït d’un parell de potes toves, còniques i no segmentades (lobòpodes), a diferència dels artròpodes. Quan caminen, i també a diferència d’aquests, cada parell de potes es mou alhora en la mateixa direcció de manera que es desplacen lentament i gradual, fent-los imperceptibles envers les seves preses.

Al cap presenten un parell de mandíbules, un parell de petits ulls amb lents quitinoses i retina, i un parell d’apèndixs sensorials tous que recorden a les antenes dels artròpodes, però amb les quals no comparteixen l’origen evolutiu ni l’embrionari. També tenen un parell de papil·les orals a prop de la boca, les quals estan connectades a unes glàndules que secreten una substància enganxifosa i blanquinosa que utilitzen per caçar i defensar-se. Aquestes glàndules ocupen gran part de la longitud del seu cos.

Onicòfor disparant substància enganxifosa a través de les papil·les orals. Imatge de Ivo. S. Oliveria i Alexander Baer (c) (link).

Ecologia i conducta

La majoria de les espècies viu en microhàbitats humits i foscos de selves tropicals o boscos molt plujosos, entre la fullaraca o el substrat cobert de matèria vegetal en descomposició. Són solitaris, nocturns i fotonegatius, és a dir, defugen la llum. Molt poques espècies viuen en coves o en hàbitats més secs, com praderies.

Tots els onicòfors són caçadors actius. Persegueixen les seves preses i els llancen una substància adhesiva a través de les seves papil·les orals per immobilitzar-les. Poden llançar raigs d’aquesta substància fins a 30cm de distància:

Aquesta substància està composta per un 90% d’aigua més alguns compostos proteics (tipus col·lagen) i lipídics, sucres i un tensioactiu, el nonilfenol. Els onicòfors són els únics organismes coneguts capaços de sintetitzar de manera natural aquest compost orgànic, el qual ha estat àmpliament sintetitzat al laboratori per l’ésser humà per a la fabricació, per exemple, d’olis lubricants i de detergents.

Reproducció

Fecundació

Tots els onicòfors excepte una única espècie, Epiperipatus imthurni, que duu a terme la partenogènesi, es reprodueixen sexualment. Les femelles solen ser més grans que els mascles i, en aquelles espècies en què el nombre de potes és variable, presenten un major nombre de potes (cas de dimorfisme sexual).

La fecundació és sempre interna, tot i que la manera en què les femelles reben l’esperma del mascle és variable. En la majoria de casos, la recepció de l’esperma transferit pel mascle té lloc directament en el porus o obertura genital de la femella mitjançant la transferència d’un espermatòfor, és a dir, una estructura o càpsula que conté l’esperma. Els mascles d’unes poques espècies del gènere Paraperipatus presenten un penis amb el que realitzen aquesta transferència.

Ara bé, el cas més estrany el protagonitzen dues espècies del gènere Peripatopsis. Els mascles col·loquen l’espermatòfor a sobre de la femella o en algun dels seus costats. Després, nombrosos amebocitos de la sang o hemocele de la femella comencen a concentrar-se sota el punt on es troba assentat l’espermatòfor per, finalment, alliberar enzims que degraden la cobertura de l’espermatòfor i la superfície sobre la qual aquest es troba depositat, és a dir, la cutícula i teixits subjacents del cos de la femella. D’aquesta manera, l’esperma entra dins del cos de la femella, es desplaça pel seu sistema circulatori i viatja fins als ovaris, on fecunda els ous.

Tipus de reproducció

Dins dels onicòfors existeixen formes ovípares, ovovivípares i vivípares.

Les més comunes són les formes ovovivípares, és a dir, ous ben formats i proveïts de nutrients són retinguts a l’interior del cos de la femella i eclosionen poc abans que aquesta doni a llum; aquestes formes es troben únicament dins de la família Peripatopsidae.

Les formes ovípares, menys comunes, s’han observat sobretot en ambients amb pocs nutrients i condicions climàtiques inestables en què l’ou actua com a barrera protectora; de la mateixa manera que les formes ovovivípares, únicament es troben dins de la família Peripatopsidae.

Espècie del gènere Ooperipatellus d’Austràlia i Nova Zelanda, Família Peripatopsidae. Imatge de Simon Grove (c) (link).

Les formes vivípares, en canvi, es troben força ben representades en regions tropicals amb climes i fonts d’aliment estables al llarg de l’any tant dins de Peripatopsidae com de Peripatidae (aquestes últimes de distribució exclusivament circumtropical). En aquest cas, les femelles produeixen uns ous minúsculs que són retinguts en el seu úter i alimentats directament mitjançant fluids o teixits especialitzats de la femella (placenta); diverses setmanes o mesos després, la femella dóna a llum directament a cries en un estat de desenvolupament molt avançat.

Imatge del primer exemplar conegut de Eoperipatus totoro, Família Peripatidae, al Vietnam. El seu epítet específic, “totoro”, li fou concedit degut a què als autors de la seva descripció la forma i el color d’aquesta espècie els recordava al gatbús de la famosa película de Studio Ghibli “el meu veí Totoro” del director Hayao Miyazaki (veure notícia).

.          .          .

T’ha semblat interessant? No dubtis en deixar els teus comentaris!

Imatge de portada de Melvyn Yeo (c).

La misteriosa fauna de l’Ediacarà

Durant molt de temps, es considerà que l’origen dels metazous (animals pluricel·lulars) se situava al Cambrià (541-484 MA enrere) després que tingués lloc l’Explosió Cambriana. Tanmateix, alguns científics com Darwin ja sospitaven que aquest origen havia de ser molt més antic.

¿Existien metazous a l’antic i poc conegut supereó Precambrià? Et convidem a conèixer la fauna de l’Ediacarà, un trencaclosques paleontològic i una baula clau en l’evolució dels animals.

La misteriosa fauna de l’Ediacarà

Abans de començar a parlar de l’Ediacarà i de la seva misteriosa fauna, hem d’aclarir el context històric geològic que el delimita.

S’estima que la Terra es va formar fa, aproximadament, 4600 MA. El lapse comprès entre la formació del nostre planeta i el moment històric situat fa 542 MA rep el nom de supereó Precambrià, la primera i més llarga etapa de la història terrestre, així com la menys estudiada i compresa. Es considera que les primeres formes simples de vida van aparèixer fa 3800-3500 MA, no molts milions d’anys després de l’inici del Precambrià.

La finalització d’aquest supereó va donar lloc a l’eó Fanerozoic, el primer període geològic del qual, el Cambrià, ha estat tradicionalment conegut per marcar l’origen dels fílums de metazous (animals pluricel·lulars) que coneixem avui dia. De fet, tots els llinatges animals ja estarien representats poc després de l’inici d’aquest període; és a dir, va tenir lloc una diversificació de la vida, procés conegut com a radiació evolutiva, de gran magnitud i a escala global en un període de temps molt curt. Aquest esdeveniment va ser batejat amb el nom d’Explosió Cambriana.

Escala geològica: final del Precambrià i inici del Fanerozoic (concretament, l’era Paleozoica). Hi ha marcats l’Ediacarà i el Cambrià. Font: The Geological Society of America.

La idea del Cambrià com el bressol de la majoria de fílums animals es va deduir, com no podia ser d’una altra manera, de l’estudi dels registres fòssils i de la seva datació. Tanmateix, és cert que l’origen d’aquests fílums va tenir lloc íntegrament en aquest període? Alguns científics, inclòs el mateix Darwin, sospitaven que els primers llinatges de metazous podrien haver aparegut molt abans.

Fòssils del Precambrià

El Precambrià va ser una etapa convulsa a nivell geològic: moviments tectònics, vulcanisme… feien difícil la preservació de qualsevol resta biològica. D’altra banda, la successió de diverses grans glaciacions globals durant aquest supereó (‘Snowball Earth’), l’última de les quals fa aproximadament 650 MA, faria encara més difícil l’avanç de la vida.

No és estrany, doncs, que el Cambrià, un període geològicament i climàticament més estable, fos considerat l’origen dels metazous, ja que les contínues transformacions geològiques durant etapes prèvies feien suposadament impossible la preservació d’elements fòssils anteriors a l’Explosió Cambriana. És a dir, no hi havia “proves”.

Tanmateix, alguna cosa va passar. A les acaballes del segle XIX, un científic escocès descobrí el que més tard seria considerat el primer fòssil precambrià descobert: Aspidella terranovica, un fòssil en forma de disc d’afinitat incerta. Ara bé, en haver-se trobat en estrats geològics datats del Precambrià, es va considerar un artefacte.

Restes fòssils d’Aspidella (també conegut com Cyclomedusa, actualment un sinònim). La seva forma recordava a la de les meduses actuals. Font: Verisimilus (CC 3.0) a Wikipedia.

A aquest descobriment li van seguir d’altres igualment datats d’èpoques prèvies al Cambrià (jaciments a Namíbia i Austràlia), però la forta creença que els animals complexos tal com els coneixem van aparèixer durant el Cambrià o en temps posteriors eclipsava el veritable origen d’aquests fòssils. No va ser fins a mitjan segle XX i després del descobriment d’un segon fòssil icònic a Charnwood Forest (Anglaterra), Charnia masoni, que no es va prendre seriosament la idea d’un origen precambrià dels metazous, sent Charnia masoni el primer fòssil precambrià reconegut com a tal. Així, Aspidella terranovica, Charnia i la resta de jaciments fòssils precambrians quedarien, finalment, relacionats.

Holotipus de Charnia masoni. Tot i la seva aparença en forma de fulla de falguera, no es considera que sigui un organisme vegetal, doncs va ser descobert en jaciments que haurien estat submergits a molta profunditat, per sota de la zona fòtica apta per la supervivència d’organismes fotosintètics. Font: Smith609 (CC 2.5) a Wikipedia.

El període Ediacarà

A poc a poc, s’han anat trobant restes fòssils precambrianes a gairebé tot el planeta. La majoria d’aquestes se situa en estrats datats de fa 575-541 MA, marcant la fi del Precambrià i l’inici del Fanerozoic.

Actualment, es coneixen unes 40 localitats amb restes de la fauna d’aquest període. Destaquen especialment quatre d’elles per la magnitud del jaciment i el bon estat de conservació de les restes fòssils:

  • Sudest de Newfoundland (Canadà)
  • La Carena de Flinders (Sud d’Austràlia)
  • La regió del Mar Blanc (Rússia)
  • Namíbia

L’any 1960, es va proposar el terme “Ediacarà” per referir-se al període geològic del que dataven aquests fòssils en honor als turons Ediacara (Ediacara Hills) a la Carena de Flinders (Austràlia), on es troba un dels jaciments més importants d’aquest tipus de fòssils. Aquest nom va competir amb alguns altres fins que, el 2004, la Unió Internacional de Ciències Geològiques va formalitzar finalment l’Ediacarà com el període que s’inicià fa 635 MA (després de la glaciació Marinoana) i que va finalitzar fa 542 MA (amb l’aparició del primer icnofòssil complexe àmpliament estès).

Fauna de l’Ediacarà

Un cop acceptat el fet que, molt possiblement, l’origen del metazous va tenir lloc durant una hipotètica explosió de diversitat poc després de les darreres grans glaciacions del Precàmbric i just abans del Cambrià (explosió d’Avalon), van sorgir molts dubtes:

Com era aquesta fauna?

La majoria de fòssils de l’anomenada fauna de l’Ediacarà s’associen a organismes macroscòpics, de morfologia diversa (amb formes radials o circulars en la seva majoria) i de cos tou, sense estructures endurides que poguessin preservar-se amb el pas del temps. Això es dedueix per la forma i tipologia dels fòssils, ja que la majoria són rastres i marques que, es creu, deixaren aquests organismes.

Resta fòssil de Tribrachidium. En realitat, es tracta d’una impressió en negatiu, és a dir, el rastre que deixà l’organisme un cop va desaparèxier del substrat. Es creu que podria haver estat un organisme amb simetria triradial similar a un lofoforat actual.  Font: Aleksey Nagovitsyn (CC 3.0) a Wikipedia.

A més a més, es considera que la majoria eren sèssils, probablement aquàtics, amb estructures plomoses i, possiblement, filtradors. Així i tot, alguns investigadors consideren que alguns d’ells, encara que pocs, podrien haver estat de vida lliure i, fins i tot, bilaterals (és a dir, amb un eix anteroposterior definit dividint el cos en dues meitats simètriques), un dels plans corporals amb més èxit després de l’Explosió Cambriana.

Resta fòssil de Dickinsonia costata. La seva forma ens suggereix que hauria tingut simetria bilateral (amb un extrem que seria el “cap” i l’altre, “l’anus”), i es va associar durant molt de temps a algun tipus de cuc pla, alguns dels quals podien arribar a fer 1 metre de llarg. L’any 2018, es van identificar molècules de colesterol a les restes d’aquests fòssils que confirmaren que es tractava d’un animal. Font: Verisimilus (CC 3.0) a Wikipedia.

Amb quins grups actuals es relacionen?

El fet és que no se sap del cert. La majoria presenten formes que recorden a grups basals de metazous (com esponges o cnidaris) i altres, a anèl·lids i artròpodes. Ara bé, aquestes associacions són artificials, ja que actualment es desconeixen les relacions filogenètiques (és a dir, de parentiu) dels fòssils d’aquesta època amb els animals actuals. Fins i tot n’hi ha que no es poden relacionar amb res que coneguem, per la qual cosa es consideren part de llinatges extints abans del Cambrià.

Tanmateix, no tot està perdut. Les similituds entre alguns fòssils de l’Ediacarà i certs metazous actuals ens donen idees de com podrien haver evolucionat els animals i quin va ser realment el seu origen.

Per què no es troben fòssils d’aquesta fauna més enllà de l’Ediacarà?

En realitat, sí que se’n troben. Estudis posteriors al descobriment dels majors jaciments de fòssils ediacarans van rebel·lar que alguns organismes de la fauna associada a aquest període es trobaven en estrats del Cambrià juntament amb fòssils d’organismes resultants de l’Explosió Cambriana, de manera que hi hauria la possibilitat que haguessin donat lloc a alguns grups d’animals actuals. Tanmateix, sí és cert que es trobaven en una menor quantitat i moltes formes ja havien desaparegut aleshores.

Existeixen moltes hipòtesis sobre el perquè la majoria de la fauna ediacarana no hauria sobreviscut més enllà del Cambrià, per exemple:

  • Canvis en els nivells d’oxigen atmosfèric.
  • Competència amb la fauna cambriana, millor adaptada o amb formes corporals de més èxit.
  • Canvis en el nivell del mar.

Són realment aquests organismes l’origen dels metazous?

Tot i que aquesta ha estat la creença durant molts anys després del seu descobriment, la veritat és que s’han descobert altres metazous encara més antics.

Si us enrecordeu, la majoria de fòssils de l’Ediacarà s’associen a un període comprès fa 575-541 MA, amb algunes incursions en el Cambrià. Doncs bé, s’han trobat restes d’esponges (porífers) datades de fa més de 600 MA. L’últim descobriment, de fet, va ser el de l’esponja Otavia antiqua l’any 2012 a Namíbia, datada de fa 760 MA; és a dir, anterior a les grans glaciacions del Precambrià.

Imatge del fòssil animal més antinc conegut: Otavia antiqua. Font: National Geographic.

.            .           .

Creieu que ens queden per descobrit restes encara més antigues de metazous? Si coneixeu alguna informació que pugui ser interessant, no dubteu en deixar els vostres comentaris!

Imatge de portada de Ryan Somma, de l’Smithsonian National Museum of Natural History (CC 2.0).

El color de la sang: més enllà del vermell

Hi ha persones que recorden amb gran impacte la primera vegada que van veure la seva pròpia sang. Fins i tot d’adultes i en condicions controlades (per exemple, durant una extracció en un centre mèdic) la visió del fluid vermell no sempre els resulta agradable. De vegades d’un vermell més intens, de vegades més fosc, però sempre vermell… o no? Saps si hi ha animals amb sang blava, verda o potser… groga? Segueix llegint per descobrir-ho.

EL COLOR DE LA SANG: MÉS ENLLÀ DEL VERMELL

Estem habituats a que el color de la sang sigui vermell, ja que és el color de la nostra i el de molts vertebrats, com tots els mamífers. El color de la sang és deguda als pigments respiratoris, els encarregats de transportar l’oxigen a les cèl·lules de tot el cos i el diòxid de carboni als pulmons. Com recordaràs, el pigment respiratori humà és l’hemoglobina, que es troba en els glòbuls vermells o eritròcits.

Però altres animals tenen pigments respiratoris diferents a l’hemoglobina, que doten a la seva sang de colors tan variats com el verd, blau, groc i fins i tot morat.

glóbulos rojos, sangre, eritrocitos, hematíes
Glòbuls vermells humans (eritròcits o hematíes) vistos sota el microscopio electrònic. Imatge: John Kalekos

SANG DE COLOR VERMELL

Com s’ha comentat, el pigment respiratori dels mamífers i molts altres vertebrats és l’hemoglobina, una proteïna. En la seva estructura molecular, l’hemoglobina està formada per 4 subunitats (anomenades globines) unides a un grup hemo. El grup hemo presenta un àtom central de ferro (en forma de ferro II) que és el responsable final del color vermell.

sang color vermell hemoblogina molècula
Representació de l’estructura de l’hemoglobina. S’observen les globines unides al seu grup hemo corresponent, i una ampliació del grup hemo amb l’àtom de ferro (II) en el seu centre. Imatge: Buzzle

La tonalitat del vermell pot patir variacions, segons com d’oxigenada estigui l’hemoglobina. Quan està unida a l’oxigen (O2), es denomina oxihemoglobina i el seu color és d’un vermell clar intens (sang arterial). En canvi, la desoxihemoglobina és el nom que rep l’hemoglobina reduïda, és a dir, quan ha perdut l’oxigen i presenta una color més fosc (sang venosa). Si l’hemoglobina està més oxigenada del normal s’anomena metahemoglobina i té una tonalitat vermell-marró. Això és a causa de la ingesta d’alguns medicaments o d’una malaltia congènita (metahemoglobinèmia).

sangre venosa, sangre arterial, rojo intenso, rojo oscuro, color
Diferència de tonalitat entre la sang venosa (xeringues superiors) i sang arterial (xeringues inferiors). Foto: Wesalius

Com s’ha vist, la sang desoxigenada no és blava, sinó que aquesta tonalitat que observem en les nostres venes és causa d’un efecte òptic resultat de la interacció entre la sang i el teixit que recobreix les venes.

SANG DE COLOR BLAU

Alguns animals, en canvi, sí que tenen la sang blava. És el cas de crustacis decàpodes, algunes aranyes i escorpins, xifosurs, cefalòpodes i altres mol·luscs. En tractar-se d’invertebrats, hem de precisar que en lloc de sang el seu líquid intern es diu hemolimfa, però en aquest article no distingirem sang d’hemolimfa per a la seva millor comprensió.

cangrejo herradura sangre azul xfosuro
Vista ventral d’un xifosur ferit, en la que es pot observar su sangre azul. Foto: Dan Century

El pigment responsable del color blau de la sang en aquests animals és l’hemocianina. La seva estructura és força diferent de la de l’hemoglobina, i en lloc de ferro, en el seu centre té un àtom de coure I. Quan l’hemocianina està oxigenada, és blava, però quan està desoxigenada és incolora.

molécula hemocianina
Estructura química de l’hemocianina oxigenada. Imatge: Chemthulhu

SANG DE COLOR VERD

Existeixen alguns animals amb la sang de color verd, com alguns cucs anellats, algunes sangoneres i alguns cucs marins. El seu pigment respiratori, anomenat clorocruorina, els confereix a la seva sang un color verdós clar quan està desoxigenada, i una mica més fosc quan està oxigenada. Estructuralment és molt semblant a l’hemoglobina, ja que també posseeix un àtom de ferro en el seu centre. A diferència d’ella, no es troba en cap cèl·lula, sinó que sura en el plasma sanguini.

molécula clorocruorina
Estructura química de la clorocruorina. Imatge de dominio público

 

sangre color verde
Tub que conté sang verda d’un llangardaix de Nova Guinea. Foto: Christopher Austin

En el caso de vertebrats amb la sangre verda (com certs llangardaixos de Nova Guinea), el color es deu a la biliverdina, que resulta de la degradació de l’hemoglobina. La biliverdina és tòxica, però aquests llangardaixos són capaços de suportar alts nivells en el seu cos. En la resta de vertebrats, si els nivells de biliverdina són elevats perquè el fetge no la pot degradar a bilirubina, provoquen icterícia, malaltia que dota d’un color groguenc a la pell i còrnies dels ulls. Però en espècies de llangardaixos com Prasinohaema prehensicauda, l’elevada presència de biliverdina podria protegir-los contra la malaria, segons alguns estudis.

lagarto nueva guinea sangre verde
Espècie de llangardaix de Nova Guinea amb sang verda. Foto: Christopher Austin

SANG DE COLOR GROC

Els tunicats (ascidis fixes) són un tipus d’animals amb la sang de color groc/groc verdós. El pigment responsable d’aquest color és la hemovanabina, una proteïna que conté vanadi, encara que no transporta oxIgen, pel que la seva funció segueix sent desconeguda. De la mateixa manera, el color groguenc, groc verdós i fins i tot taronja de la sang (hemolimfa) d’alguns insectes tampoc es deu a la presència d’un pigment respiratori, sinó a altres substàncies dissoltes que no transporten oxigen.

tunicado
Tunicat (Didemnum molle) a Sulawesi, Indonèsia. Foto: Bernard Dupont

SANG DE COLOR VIOLETA

Alguns invertebrats marins tenen la sang (hemolimfa) violeta, com els priapúlids, sipuncúlids, braquiòpodes i alguns anèl·lids.

priapulida hemeritrina
Priapulus caudatus, un priapúlid. Foto: Shunkina Ksenia

El pigment respiratori responsable es l’hemeritrina, que es torna violeta-rosat quan està oxigenada. En la seva forma desoxigenada és incolora. Igual que la resta de pigments respiratoris que hem vist, l’hemeritrina és menys eficient que l’hemoglobina per transportar oxigen.

hemeritrina color sangre violeta
Estructura química de l’hemeritrina en la seva forma oxigenada. Igual que l’hemoglobina, l’elemento central es el ferro II.

SANG TRANSPARENT

Finalmente, existeix una familia de peixos anomenats peixos de gel , els quals tenen la sang transparent. En realitat, es tracta dels únics vertebrats que han perdut l’hemoglobina. De la mateixa manera, els eritròcits són generalment absents o disfuncionals. Aquesta estranya anatomia és pel fet que viuen en aigües molt oxigenades i el seu metabolisme és molt lent. Perquè l’oxigen arribi a totes les cèl·lules, es dissol en el plasma sanguini, que el reparteix per tot el cos.

pez de hielo draco sangre color transparente
Peix de gel (Chionodraco hamatus). Foto: Marrabbio2

CONCLUSIÓ

Per concloure, hem vist que en els animals que requereixen un pigment respiratori per fer arribar l’oxigen a tots els teixits, el color de sang (o hemolimfa) dependrà del tipus de pigment que estigui present. Per contra, altres animals que no necessiten pigments respiratoris, tenen la sang transparent o la seva coloració és deguda a altres substàncies dissoltes que no tenen a veure amb la respiració.

infografía colores de la sangre
Infografia-resum (en anglès) de la química dels principals pigments respiratoris sanguinis o hemolimfàtics (clic per ampliar). Imatge: Compound interest

 

Foto de portada: John Kalekos

La importància de les col·leccions biològiques

Les col·leccions biològiques són una peça clau en l’estudi de la biodiversitat del nostre planeta i una font gairebé inesgotable d’informació científica. A les xarxes socials, moltes són les veus partidàries de l’eliminació de les col·leccions biològiques “clàssiques” per ser considerades eines obsoletes i causa directa de l’extinció d’espècies.

T’expliquem per què aquesta afirmació és incorrecta, quins tipus de col·leccions existeixen i quines són les seves principals funcions.

La importància de les col·leccions biològiques

És normal que, en sentir a parlar de “col·leccions biològiques”, el primer que us vingui al cap a molts de vosaltres siguin les típiques caixes d’animals i plantes fixats i punxats a mans de fanàtics del col·leccionisme d’espècies. Sí, és cert que existeix aquest tipus de col·leccions. Però, i sense voler demonitzar-les (atès que moltes poden arribar a ser molt útils per a la ciència), no són el tipus de col·leccions a les quals ens referim i, ni molt menys, les úniques que existeixen.

Les col·leccions biològiques són repositoris sistematitzats (ben identificats, classificats i ordenats) d’algun tipus de material biològic. La majoria d’aquests repositoris es troben dipositats en museus de ciència, però també en universitats, centres de recerca i, fins i tot, total o parcialment en col·leccions privades.

Col·lecció Biològica de Referència del ICM (Institut de Ciències del Mar) del CSIC, a Barcelona. Imatge d’Alícia Duró al web del ICM.
Part de la col·lecció biològica de la Australian National Insect Collection. Imatge de la Australian National Insect Collection.

Tipus de col·leccions

Si bé el concepte de col·lecció biològica és força recent, l’emmagatzematge i classificació de material biològic es remunta diversos segles enrere amb les primeres col·lectes de plantes i animals a mans de zoòlegs i botànics.

Actualment, el concepte de col·lecció biològica és molt més ampli:

  • Col·leccions criogèniques

Material biològic viu emmagatzemat a baixes temperatures sota el supòsit que aquest conservarà la seva viabilitat i funcionalitat a llarg termini un cop es descongeli. Les col·leccions criogèniques solen emprar-se per emmagatzemar cèl·lules, teixits i material genètic. Tot i que la ciència ficció ens ha donat moltes idees, la criogenització rares vegades s’usa per emmagatzemar organismes multicel·lulars complets.

  • Col·leccions “clàssiques”

Formades, a grans trets, per les col·leccions de mostres zoològiques (animals sencers o les seves parts) i els herbaris (plantes), entre altres. Algunes d’aquestes col·leccions ja han superat els 200 anys d’antiguitat, essent considerades el tipus més antic de col·leccions i un dels més importants.

Col·lecció de cinípids o vespes de les gales inquilines. Font: Irene Lobato Vila.

La majoria es troba dipositada en museus o centres d’investigació i, llevat de rares excepcions, a l’abast de la comunitat científica per a la seva consulta i estudi. Molts col·lectors privats col·laboren amb aquestes entitats cedint els seus espècimens, cosa bastant habitual entre els col·leccionistes d’insectes.

Armaris del National Museum of Natural History a Washington D.C., Smithsonian Institution, on es troben dipositats milers d’exemplars d’insectes. Font: Irene Lobato Vila.

No està de més aclarir que la cessió de col·leccions està subjecta a una minuciosa revisió i a un contracte entre les parts, per la qual cosa no s’haurien d’acceptar espècimens obtinguts intencionadament pel col·lector de la caça furtiva o el tràfic il·legal d’espècies.

  • Bases de dades en linia

Repositoris d’informació biològica a Internet. Aquest tipus de “col·leccions” ha assolit una gran importància en els darrers anys en permetre compartir informació biològica d’interès per a la ciència i la tecnologia de forma immediata arreu del món. Les més consultades són les bases de dades moleculars (proteïnes, ADN, ARN, etc.) per a l’elaboració de filogènies i els famosos “arbres de la vida”, com, per exemple:

Altres webs molt consultades són les bases de dades en línia de les col·leccions dipositades en museus, també molt importants (si no, recordeu el cas recent de l’incendi del Museu Nacional del Brasil…), i les webs de participació ciutadana en què tant experts com aficionats aporten dades de les seves observacions, com Biodiversitat Virtual.

Les col·leccions biològiques també poden classificar-se segons la seva funció: col·leccions científiques (recerca), col·leccions comercials (cultius cel·lulars per a medicina, farmàcia, etc.) i col·leccions d'”estat” (les que es creen i mantenen pel bé de l’estat, com els jardins botànics, amb la finalitat de conservar la biodiversitat d’una regió i promoure’n l’estudi i divulgació).

El concepte de col·lecció biològica també engloba els biobancs, o col·leccions de mostres biològiques d’origen exclusivament humà emprades en estudis biomèdics. Tanmateix, no entrarem en més detall.

Per què són tan necessàries les col·leccions biològiques clàssiques?

Més enllà de suposadament calmar les ànsies de col·leccionisme que alguns atribueixen als científics i que malmeten seriosament la seva imatge, les col·leccions biològiques, i especialment les col·leccions “clàssiques”, són essencials per a la conservació de la biodiversitat. I no, no causen l’extinció d’espècies: el nombre d’organismes recol·lectats és irrisori comparat amb les pèrdues causades per la contaminació o la destrucció de l’hàbitat, i les captures es realitzen complint una sèrie de normatives, sempre respectant les poblacions i els seus hàbitats.

Tot i que és cert que les fotografies i les webs de biodiversitat són una eina útil per a l’estudi de les espècies del nostre planeta, desgraciadament no deixen de ser un complement de les col·leccions físiques clàssiques.

Així doncs, per què són tan importants aquestes col·leccions?

  • Són una font molt valuosa de material genètic que pot ser extret de les mostres o espècimens emmagatzemats i emprar-se en estudis moleculars. Gràcies a aquests estudis, podem comprendre una mica millor els orígens i les relacions entre els éssers vius (filogènia), conèixer la seva diversitat genètica i els mecanismes d’especiació, o bé perfeccionar estratègies per conservar-los. Per ex., en els plans de reintroducció d’espècies s’han d’estudiar les poblacions genètiques per assegurar-se que els organismes reintroduïts puguin estabilitzar-se i establir poblacions viables en el temps.
  • Són un referent perpetu per a futurs científics. Uns dels pilars bàsics de les col·leccions zoològiques i botàniques són els espècimens tipus o sèries típiques: aquells organismes que el descobridor d’una espècie va fer servir per descriure-la. Els espècimens tipus han d’estar degudament emmagatzemats i etiquetats, ja que són els més valuosos dins de les col·leccions. Aquests han de poder ser consultats per la comunitat científica i fer-se servir com a referent per a la descripció de noves espècies o en estudis comparatius, ja que les descripcions no sempre són suficients.
Insecte paratipus (espècimen de la sèrie típica) degudament etiquetat dipositat en el National Museum of Natural History a Washington D.C., Smithsonian Institution. Font: Irene Lobato Vila.
  • En relació al punt anterior, les col·leccions clàssiques permeten estudiar la morfologia (externa i interna) i la variabilitat dintre de i entre espècies, cosa que moltes vegades resulta impossible mitjançant fotografies.
  • Contenen organismes de diferents èpoques i hàbitats. Això inclou espècies extingides (tant des de fa molt de temps com recentment a causa de l’activitat humana) o representants d’ecosistemes actualment en perill. Davant l’actual destrucció d’hàbitats, no tindríem accés a nombroses espècies ni a la informació genètica i bioquímica que tant aquestes com els seus ecosistemes contenen si part d’elles no estigués dipositada en col·leccions biològiques. Aquesta informació és essencial per a investigar com frenar o mitigar els efectes negatius sobre espècies encara existents.
  • Ens donen informació passada i present sobre la distribució geogràfica dels organismes, ja que cadascun s’emmagatzema juntament amb dades de localitat i biologia. Aquesta informació és essencial no només per a estudis d’ecologia i evolució, sinó també per a la gestió de recursos, els plans de conservació i els estudis sobre el canvi climàtic.
  • Són una eina de divulgació molt potent, ja que permet experimentar directament amb les mostres. Les fotografies o els llibres són importants, però insuficients si no es complementen amb observacions directes. Tant les visites a museus com les sortides al camp són bàsiques per a una educació ambiental completa.
A final de curs, milers d’alumnes de totes les edats visiten les instal·lacions i les col·leccions del National Museum of Natural History a Washington D.C. Alguns, fins i tot, podran accedir a les col·leccions científiques. Font: Irene Lobato Vila.

.        .        .

Si crèieu que les col·leccions eren innecessàries, seguiu pensant-ho després de llegir aquest article? Podeu deixar els vostres comentaris!

Animals que caminen per la paret: un repte a la gravetat

Com s’ho fan alguns insectes, aranyes o llangardaixos per caminar sobre parets llises o de cap per avall i no caure? ¿Per què, si fos real, l’Spiderman no podria enganxar-se a les parets com ho fan aquests animals?

Científics de diferents àrees encara busquen comprendre els mecanismes que fan servir alguns animals per caminar sobre aquest tipus de superfícies sense relliscar o precipitar-se. A continuació, t’expliquem què sap la comunitat científica sobre aquest fenomen.

Animals que caminen per la paret: un repte a la gravetat

La competència per l’espai i els recursos (nínxol ecològic) ha donat lloc a nombroses i increïbles adaptacions al llarg de l’evolució, com la miniaturització.

Quan una superfície és massa llisa, de manera que les ungles, les urpes o les forces de fricció resulten insuficients per a desplaçar-se sobre ella sense caure, entren en joc mecanismes d’adhesió dinàmica: aquells que permeten a l’animal desplaçar-se sobre superfícies verticals llises o de cap per avall enganxant-se i desenganxant-se ràpidament. L’aparició d’estructures adhesives dinàmiques ha permès a diversos animals explotar nous ambients, podent desplaçar-se per caçar o romandre immòbils el temps necessari per fugir dels seus depredadors allà on la majoria tan sols podria estar estable uns pocs segons.

Gecko sobre una superfície llisa. Imatge de Shutterstock/Papa Bravo.

El desenvolupament d’estructures adhesives dinàmiques en les extremitats és típic d’insectes i d’aranyes, d’alguns rèptils com els geckos i certes sargantanes, i d’amfibis com les granotes arborícoles. Puntualment, també s’ha observat en petits mamífers com ratpenats i pòssums, uns marsupials arborícoles procedents d’Austràlia i de certes regions del sud-est asiàtic.

El fet que grups tan diferents d’animals presentin una adaptació similar s’explica per un procés de convergència evolutiva: davant un mateix problema (competència per l’espai i els recursos, elevada pressió de depredació, etc.), l’evolució tendeix a solucions iguals o similars (estructures adhesives per accedir a altres espais).

Els límits de l’adaptació (o per què l’Spiderman no podria caminar per les parets)

Estudiar el mecanisme mitjançant el qual alguns animals caminen sobre superfícies verticals llises o invertides és clau per al desenvolupament industrial de noves i més potents substàncies adhesives. No és estrany, doncs, que hi hagi molts estudis al respecte.

Podrà l’ésser humà escalar parets com ho fa l’Spiderman algun dia? Labonte et al. (2016) ens explica per què l’Spiderman com a tal no podria existir. O, almenys, com hauria de ser realment per poder adherir-se a les parets com una aranya.

Podrà l’ésser humà escalar com l’Spiderman algun dia? De moment, ens conformem amb aquesta esculptura. Imatge de domini públic.

Sense entrar en les estratègies pròpies de cada organisme (de les quals parlarem després), el principi bàsic pel qual insectes, aranyes o geckos poden caminar sobre superfícies verticals llises o cap per avall és la seva relació superfície/volum: com més petit és l’animal, més gran és la superfície del seu cos respecte al seu volum i menor la quantitat de superfície adhesiva necessària per poder desplaçar-se sense caure a causa del pes. Així doncs, els geckos serien els animals coneguts amb la mida més gran (relació superfície/volum més petita) capaços de caminar sobre superfícies verticals llises o cap per avall sense patir modificacions anatòmiques que farien inviable el seu desenvolupament.

I què vol dir “sense patir modificacions anatòmiques”? Els mateixos autors expliquen que com més gran és l’animal, més gran és la superfície adhesiva necessària per desplaçar-se sense desprendre’s. El creixement de la superfície adhesiva respecte la mida de l’animal segueix un patró d’al·lometria positiva extrema: per un petit increment de la mida de l’animal, es produeix un augment significativament major de la superfície adhesiva. Segons aquest estudi, la superfície adherent respecte a la superfície total pot ser fins a 200 vegades més gran en geckos que en àcars.

Imatge de David Labonte

No obstant això, la mateixa al·lometria es regeix per una sèrie de constriccions (limitacions) anatòmiques. Així, per tal que existís un animal més gran que un gecko capaç de caminar sobre una superfície vertical llisa o invertida, aquest hauria de desenvolupar, per exemple, unes extremitats enormes amb una superfície adherent igualment gran. Si bé podria tenir sentit des d’un punt de vista físic, les constriccions anatòmiques fan inviable l’existència d’animals amb aquestes característiques.

Ara ja podem respondre la pregunta “Per què l’Spiderman no podria adherir-se a les parets?”. Segons aquest estudi, perquè un ésser humà pogués caminar per les parets com una aranya el seu cos hauria d’estar recobert almenys d’un 40% d’estructures adhesives (un 80% si comptem únicament la seva part frontal); o això, o tenir braços o cames absurdament grans i impossibles des d’un punt de vista anatòmic.

Gran diversitat d’estratègies

L’adhesió dinàmica ha de ser prou forta perquè l’animal no caigui estant quiet, però prou feble per poder desenganxar-sense problemes en fer un pas.

Per aconseguir-ho, hi ha diferents estratègies.

Diversitat d’estructures adhesivas. Imatge de David Labonte.

1) Adhesió humida

Hi intervè una substància líquida.

Insectes

Els insectes presenten dos sistemes:

Potes amb coixinets llisos: el trobem, per exemple, en formigues, abelles, paneroles i saltamartins. L’últim segment de les seves potes (pretars), les ungles o les tíbies presenten un o diversos coixinets extremadament tous i deformables (com els arolis al pretars). A petita escala, cap superfície és totalment llisa, de manera que aquests coixinets es deformen fins a ocupar tots els seus espais disponibles.

Tars (part final de les potes dels insectes) d’una panerola. Imatge adaptada a partir de la original de Clemente & Federle, 2008.

Potes amb coixinets peluts: el trobem en escarabats i mosques, entre d’altres. Els coixinets d’aquests insectes estan densament coberts de petites estructures similars a pèls, les setes, gràcies a les quals el contacte amb la superfície augmenta.

Peu d’un escarabat de la família Chrysomelidae. Imatge de Stanislav Gorb et al.

En ambdós casos, intervé un líquid amb una fase hidrofòbica i una altra hidrofílica. Estudis amb formigues han demostrat que les terminacions de les seves potes secreten una fina capa de líquid que incrementa el contacte entre el pretars i la superfície sobre la que caminen, omplint els buits restants i actuant com un adhesiu sota els principis de capil·laritat (tensió superficial) i viscositat.

Si voleu conèixer més a fons aquest mecanisme, no us perdeu aquest increïble vídeo sobre les formigues!:

Granotes arborícoles

Els coixinets dels dits de les granotes arborícoles estan compostos de cèl·lules epitelials columnars separades entre si. Entre elles, nombroses glàndules hi aboquen una substància mucosa. La separació de les cèl·lules permet, d’una banda, que els coixinets es deformin per adaptar-se al terreny i, per altra, que la mucositat circuli entre elles i asseguri l’adhesió. A més a més, en ambients humits (moltes d’aquestes granotes viuen en selves), aquests espais faciliten l’eliminació de l’excés d’aigua que les faria relliscar.

Granota verda d’ulls vermells (Agalychnis callidryas). Fixa’t en els extrems dels dits. Imatge de domini públic.

En el següent vídeo, pots apreciar amb més detall les potes d’una de les granotes arborícoles més conegudes:

Les granotes arborícoles presenten un sistema similar al de coixinets llisos dels insectes. De fet, a molts augments les microestructures adhesives en grills i granotes són pràcticament idèntiques. Això va dur Barnes (2007) a considerar l’adhesió humida com una de les més exitoses.

Diferents granotes (a, b, c) i els seus respectius epitelis (d, e, f). La figura g correspon a la superfície dels coixinets d’un grill. Imatge de Barnes (2007).

Pòssums

Els estudis més detallats s’han realitzat sobre el pòssum pigmeu acròbata (Acrobates pygmaeus), un petit marsupial de la mida d’un ratolí capaç d’escalar superfícies de vidre fent servir els grans coixinets dels palmells de les seves potes. Aquests coixinets estan compostos de múltiples capes de cèl·lules epitelials esquamoses separades per solcs que en faciliten la deformació i pels quals hi circula la suor, que és el líquid que fan servir per adherir-se.

00530622
Acrobates pygmaeus. Imatge de Roland Seitre.
pygmffoot
Palmell del primer parell de potes d’Acrobates pygmaeus. Imatge de Simon Hinkley i Ken Walker.

2) Adhesió seca

No intervenen líquids.

Aranyes i geckos

Tant les aranyes com els geckos es regeixen pel mateix principi d’adhesió: les forces de Van de Waals. A diferència d’insectes, granotes i pòssums, no segreguen líquids adhesius.

Les forces de Van der Waals resulten de la interacció entre molècules o àtoms sense que hi hagi un enllaç químic entre ells, i la seva energia depèn de la distància. Aquestes interaccions apareixen entre els “pèls” o setes dels palmells de les potes dels geckos (les quals estan solcades per plecs, les lamel·les) i les setes de les potes de les aranyes (que estan cobertes de moltes pilositats formant les escòpules), i la superfície sobre la qual caminen.

Pota d’una aranya plena de setes. Imatge de Michael Pankratz.
Diversitat de potes de geckos. Imatge de Kellar Autumn.

Estudis recents, però, suggereixen que les interaccions de Van der Waals no serien les grans determinants de l’adhesió en els geckos, sinó les interaccions electrostàtiques (diferent polaritat entre les setes i la superfície), després de comprovar que la seva capacitat adhesiva minvava sobre materials menys energètics, com el tefló.

Sigui com sigui, l’habilitat dels geckos per enfilar-se és impressionant. Si no, mira aquest vídeo del gran David Attenborough:

3) Succió

Ratpenats

Els ratpenats de ventoses (família Thyropteridae), originaris de l’Amèrica Central i del Sud, presenten unes ventoses en forma de disc als seus polzes i al palmell del segon parell de potes que els permeten desplaçar-se sobre superfícies llises. A l’interior d’aquests discos, la pressió es redueix i el ratpenat queda adherit per succió. De fet, un sol disc pot suportar el pes de tot l’animal.

Ratpenat de la família Thyropteridae. Imatge de Christian Ziegler/ Minden Pictures.

Després de conèxier totes aquestes estratègies, creus que l’Spiderman n’està a l’alçada?

Imatge de portada d’autor desconegut. Font: link.