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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!

Anuncis

¿Cómo se comunican los insectos?

¿Cómo saben las hormigas qué caminos deben seguir? ¿Qué sistemas usan los machos y las hembras de algunas especies de polillas localizadas a kilómetros de distancia para reunirse? Los insectos, cómo los humanos, han desarrollado numerosos lenguajes y sistemas de comunicación a lo largo de la evolución.

¿Quieres saber cómo y para qué se comunican los insectos a través de los sentidos? ¡Sigue leyendo!

El lenguaje de los insectos

La comunicación se define como un intercambio de información entre dos o más individuos: los que emiten el mensaje (emisores) y los que reciben y procesan e interpretan dicho mensaje (receptores). Mientras que en el ser humano la comunicación pasa por un largo proceso de aprendizaje, en los insectos se trata generalmente de un fenómeno innato: cada individuo nace con un vocabulario distintivo que comparte sólo con los miembros de su propia especie.

Por otro lado, estamos muy acostumbrados a que la comunicación sea un proceso obvio (el emisor da los “Buenos días” y el receptor le contesta con un “Igualmente”); en los insectos, así como en muchos otros animales, la comunicación puede tener lugar de manera que no sea fácil apreciar cuándo tiene lugar el intercambio de información.

Por lo tanto, en este caso sería más correcto decir que la comunicación es una acción o condición de una parte del organismo que altera el comportamiento de otro organismo. ¿Qué quiere decir esto? Que el insecto emisor envía una señal al resto de organismos llevando a cabo alguna acción (p.e. señal acústica) o bien mediante el desarrollo de algún rasgo físico que informe de algo al resto de individuos (p.e. coloración de las alas), con el fin de inducir alguna respuesta o cambio en los receptores que beneficie a una o a ambas partes.

¿Por qué se comunican los insectos?

Los insectos se comunican tanto entre organismos de la misma especie (comunicación intraespecífica) como directa o indirectamente con organismos de otras especies (comunicación interespecífica) por numerosos motivos:

  • Uno de los principales motivos es la reproducción: búsqueda de pareja, cortejo, etc.
  • Para identificar a miembros de la misma especie y advertir de la propia presencia a otros organismos (de la misma especie o no).
  • Para indicar la localización de fuentes de recursos: comida, lugares de nidificación, etc.
  • Como señal de alarma ante posibles peligros.
  • Para defender el territorio.
  • Como sistema de camuflaje o mimetismo (¿Quieres saber más sobre el mimetismo animal? ¡Haz click aquí!).

El lenguaje a través de los sentidos

Los insectos utilizan prácticamente todos los sentidos para comunicarse entre ellos. A lo largo de este apartado, analizaremos uno a uno los distintos sistemas de comunicación que los insectos desarrollan mediante los sentidos, así como algunos de los ejemplos más llamativos.

Comunicación táctil: “tacto”

La comunicación táctil equivaldría al sentido del tacto en los vertebrados. Aunque el sistema nervioso de los insectos no está tan desarrollado, la comunicación táctil se basa en el mismo principio: debe haber algún tipo de contacto físico entre el emisor y el receptor del mensaje (ya sea de forma directa o indirecta).

  • “Tandem running”: ¡Sigamos al líder!

Desde hace muchos años, sabemos que las hormigas caminan en fila gracias a que algunas dejan tras de sí un rastro químico que el resto de individuos sigue para no perderse. Pero, aparte de emitir señales químicas, algunas establecen contacto físico con la que camina inmediatamente por delante de ellas para seguir el camino. Además, los científicos descubrieron que las hormigas que van por delante enseñan a las que van justo detrás que deben seguirlas mediante un contacto antenal previo; y si la que va por delante deja de notar el contacto de las antenas de la hormiga que le sigue, se girará para guiarla de nuevo.

tandem running
Pasos del “tandem running” en las hormigas (el cual se ha observado también en algunas especies de termitas). Fuente de la imagen: ver link.

En este vídeo del canal de Stephen Pratt podemos ver cómo dos hormigas llevan a cabo este tipo de contacto:

  • Abejas bailarinas

La abeja de la miel (Apis mellifera) realiza bailes para indicar a los otros miembros de la colonia dónde hay néctar (dirección y distancia) y si éste es de buena calidad. Estos bailes se realizan en el interior de la colmena, por lo que tienen lugar en completa oscuridad. Y os preguntaréis: ¿por qué bailan si nadie va a poder verlas? Porque la vista es indiferente en este caso para transmitir información: aquello que detectan el resto de miembros no son los movimientos en sí, sino las vibraciones que la abeja bailarina transmite al moverse dentro de la colmena.

¡Mira cómo bailan las abejas de la miel en este vídeo del canal de Ilse Knatz Ortabasi!:

Comunicación química: “olfato y gusto”

La comunicación química es, probablemente, la forma más extendida de comunicación en los insectos. En este tipo de comunicación, el emisor lanza sustancias químicas al medio que son detectadas por otros organismos. Se producen sustancias químicas de muchos tipos diferentes y con objetivos muy variados: feromonas (para buscar pareja), aleloquímicos (como señales de alarma, sistema defensivo, repelentes…), etc.

¿Y cómo las detectan? Mediante receptores más o menos especializados localizados en las antenas, las patas, etc. (¡pueden “saborear y oler” con muchas partes de su cuerpo!).

  • El amor te da alas…¡y feromonas!

Las hembras de algunas especies de polillas emiten feromonas que pueden ser detectadas incluso por machos situados a kilómetros de distancia. Este es el caso de algunas pavones hembras (Saturnia pavonia), las cuales atraen a los machos situados a distancias de hasta 16km.

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Macho (arriba) y hembra (abajo) de Saturnia pavonia. Imagen de Stephen Dalton ©.
  • ¡El olor te delata!

La comunicación puede darse entre organismos de la misma o de diferentes especies. Euclytia flava, un parasitoide de chinches (aprende más sobre parasitoides aquí), detecta a sus hospedadores por su “olor”: más concretamente, por las sustancias químicas que éstas emiten (a este tipo de sustancias emitidas que benefician al receptor pero no al emisor se las conoce como kairomonas).

Especímen de Euclytia flava (Copyright © 2013 Christopher Adam).

Comunicación auditiva: “oído”

Los insectos emiten sonidos muy variados con diferente frecuencia, amplitud y periodicidad, y cada especie presenta unos patrones muy bien definidos. De hecho, únicamente mediante el registro de sonidos y su posterior análisis, podemos identificar la especie que lo ha emitido.

Mientras que el ser humano es capaz de detectar sonidos en un rango de 20-20.000Hz, los insectos pueden emitir y detectar sonidos por encima de este rango (algunos saltamontes producen sonidos ultrasónicos por encima de los 80.000Hz).

  • El sonido del verano

Las cigarras son sorprendentes por muchos motivos: pasan más de 17 años en estadio de ninfa bajo el suelo hasta que emergen en su forma adulta y, además, emiten un gran abanico de cantos distintos al amanecer y al atardecer durante los meses de verano. Estos sonidos son emitidos por un aparato estridulatorio situado en el abdomen y son captados por el receptor mediante unos órganos auditivos situados en las patas o el tórax.

Escucha cómo canta una cigarra en este vídeo del canal Dangerous insects planet . ¿Ves cómo vibra su abdomen?

Algunas cigarras son capaces de emitir sonidos que exceden los 120 decibelios (¡se aproximan al umbral de dolor del oído humano!). Algunas especies pequeñas, en cambio, emiten sonidos a frecuencias tan elevadas que no pueden ser detectadas por los humanos, pero que resultan dolorosas para otros animales.

Los sonidos de las cigarras tienen diversos objetivos, aunque los emplean sobre todo para buscar pareja y delimitar su territorio.

  • “Soy todo antenas”

Diversos estudios avalan que los machos de diversas especies de mosquitos presentan una mayor sensibilidad en sus antenas ante las vibraciones emitidas por el batido de las alas de las hembras que son transmitidas por el aire.

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Imagen de microscopía electrónica de barrido en la que se aprecian los pelos de las antenas de un macho de mosquito; estos pelos aumentan la sensibilidad a las vibraciones (Esta imagen ha sido tomada con EVO® MA10; imagen de ZEISS Microscopy, CC).

Comunicación visual: “vista”

La comunicación visual en los insectos se da, básicamente, por medio de dos sistemas: el desarrollo de patrones de coloración y la emisión de luz (bioluminiscencia).

Cada especie presenta unos patrones de color concretos, hecho que puede ser útil para reconocer a conspecíficos; pero también para atraer a una pareja o bien para alertar a otro organismos de su peligrosidad (mimetismo aposemático; ver más aquí) o ahuyentar a posibles depredadores. Por otro lado, también hay especies que emiten señales lumínicas para atraer a otros congéneres (caso típico de las luciérnagas o escarabajos de la familia de los lampíridos).

  • ¿Ojos…o manchas?
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Caligo memnon, con sus manchas que recuerdan a los ojos de un búho y las cuales les sirven para ahuyentar a los depredadores (Imagen de Edwin Dalorzo, CC).
  • Luces en la noche

Las luciérnagas son el caso más típico de comunicación mediante señales bioluminiscentes, pero existen más insectos capaces de emitir luz:

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El escarabajo click (Pyrophorus Noctilucus) presenta dos pequeños órganos bioluminiscentes en la parte posterior de la cabeza. La luz aumenta en intensidad cuando se sienten amenazados (Fuente de la imagen: firefly.org).

 

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Las larvas o hembras adultas larviformes del género de escarabajo Phrixothrix emiten dos tipos de luz: verde y roja (ésta última mediante unos órganos situados en la cabeza). La luz roja es emitida cuando el animal es amenazado o resulta herido, probablemente para alertar al resto de la presencia de depredadores (fuente de la imagen: firefly.org).

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Como véis, los insectos se comunican de muchas formas distintas. ¿Te animas a descubrir cómo se comunican los insectos que viven cerca de ti?

Referencias

  • Gopfert M.C; Briegel H; Robert D. (1999). Mosquito Hearing: Sound-Induced Antennal Vibrations in Male and Female Aedes Aegypti. The Journal of Experimental Biology. 202: 2727-2738.
  • J.R. Aldrich, A. Zhang (2002). Kairomone strains of Euclytia flava (Townsend), a parasitoid of stink bugs. Journal of Chemical Ecology, Volume 28, Issue 8, pp 1565-1582.
  • Nigel R. Franks, Tom Richardson (2006). Teaching in tandem-running ants. Nature 439, 153.
  • Insectos: la mejor guía de bichos. Parragon Books Ltd.
  • Hometrainingtools.com: insect communications
  • www.cals.ncsu.edu/course/ent425/tutorial/Communication/
  • Firefly.org

Imagen de portada por Radim Shreider © (National Geographic Photo Contest 2012).

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