Arxiu d'etiquetes: aposematisme

Migració en perill! La papallona monarca desapareix

Generalment, tendim a associar els fenòmens migratoris amb organismes complexes (grans mamífers i aus). Però, com se sol dir, sempre hi ha excepcions: les poblacions nord-americanes de la papallona monarca (Danaus plexippus) realitzen cada any un viatge de gairebé 5000km (més que el que recorren alguns animals superiors!) amb l’objectiu d’assolir les àrees d’hibernació, on s’hi concentren milers d’exemplars. Malauradament, els fenòmens migratoris depenen de molts factors que, actualment, es troben vulnerats degut sobretot a la pressió antròpica, de manera que el futur d’aquestes poblacions, així com de les seves migracions, es troba en perill.

Al llarg d’aquest article, veurem alguns dels aspectes més curiosos de la biologia d’aquests organismes, les causes que podrien estar posant en perill les seves poblacions i les conseqüències que això comportaria.

INTRODUCCIÓ

La papallona monarca (Danaus plexippus) és un lepidòpters de la família Nymphalidae. És, possiblement, una de les papallones més conegudes de Nord Amèrica, atès que les seves poblacions realitzen cada tardor una migració de quasi 5000km des del nord dels EEUU i Canadà fins la costa de Califòrnia i Mèxic, on hi passen l’hivern. És, amb diferència, l’insecte que duu a terme la migració més extensa i nombrosa de tots.

Exemplar de papallona monarca (Danaus plexippus) amb el seu patró de colors típic: blanc, negre i taronja (Foto de Peter Miller a Flickr, Creative Commons).

Encara que les poblacions nord-americanes d’aquesta espècie són les més conegudes degut al seu patró migratori, també n’hi ha a diverses illes de l’Atlàntic (Illes Canàries, Açores i Madeira) i, ocasionalment, també com a migrants transoceàniques a Europa Occidental (Illes britàniques i Espanya). Alhora, també van ser introduïes a Nova Zelanda i Austràlia durant el segle XIX.

CICLE DE VIDA

El cicle vital d’aquesta espècie és molt singular. Per començar, es tracta d’una papallona especialista: deposita la posta exclusivament sobre plantes del gènere Asclepias, i les erugues que en neixen (de ratlles blanques, negres y grogues) s’alimenten únicament d’aquesta planta. Aquest fet és especialment important degut a què aquestes plantes contenen glicòsids cardíacs que l’eruga va assimilant fins a adquirir un gust desagradable pels depredadors, el qual conservarà a l’adultesa.

oruga_mariposa_monarca-algodoncillo
Eruga de papallona monarca (Foto de Lisa Brown a Flickr, Creative Commons).

Un cop completada la fase d’eruga, té lloc la metamorfosis, procés mitjançant el qual esdevenen papallones adultes amb el seu característic patró de colors. Els colors cridaners tant de les erugues com dels adults amaguen una funció comunicativa: es tracta d’un mecanisme per alertar de la seva toxicitat, fet que en termes científics es coneix com a aposematisme o mimetisme aposemàtic, fet força freqüents en molts grups d’animals (inclús en alguns mamífers).

metamorfosis_mariposa_monarca
Fases de la metamorfosi de la papallona monarca (Foto de Steve Greer Photography).

La fase adulta també presenta certes particularitats: durant l’època reproductiva (abril-agost), es produeixen diverses generacions d’adults, els quals tenen una esperança de vida d’unes poques setmanes. Llavors té lloc un esdeveniment sorprenent: la generació nascuda a finals d’agost, moment en què les temperatures comencen a disminuir i els dies es fan més curts, posa en pausa la seva capacitat reproductiva deixant els òrgans sexuals sense madurar (fenomen conegut com a diapausa reproductiva) i destina tots els seus recursos a allargar la seva esperança de vida fins als 9 mesos d’edat. Aquesta generació rep el nom de “generació Matusalem” atès a la seva longevitat.

Aquest augment de la longevitat permet a aquestes papallones realitzar la migració per assolir les àrees d’hivernació (costa de Califòrnia i Mèxic) i, un cop finalitzat l’hivern, tornar de nou al nord de EEUU i Canadà.

santurario_el_rosario-México
Centenars de papallones monarca sobrevolant el Santuario el Rosario (Mèxic) (Foto de Luna sin estrellas a Flickr, Creative Commons).

UNA ODISSEA D’ANADA I TORNADA: LA GRAN MIGRACIÓ

Tot i que la papallona monarca no es troba només a Nord-Amèrica, no s’ha registrat un fenomen migratori tan espectacular com el d’aquestes poblacions en cap altre dels lloc on resideix. Això es creu que és degut a l’enorme expansió que van patir les Asclepias (planta de la qual s’alimenten) per tot el territori, fet que va permetre a les papallones expandir-se cap al sud.

QUINS LLOCS VISITA LA PAPALLONA?

Les migracions sempre són fenòmens complexos. En el cas de la papallona monarca, la migració cap al sud es troba dividida en dues grans migracions simultànies:

  • La migració de l’est, formada per aquelles papallones que viatgen des de l’est de les Muntanyes Rocalloses, sud de Canadà i gran part de EEUU fins al centre de Mèxic (90% del total de papallones monarca nord-americanes).
  • La migració de l’oest, que inclou aquelles papallones que viatgen des de l’oest de les Muntanyes Rocalloses, el sud de Canadà i una petita part de EEUU fins a diversos llocs d’hibernació situats a la costa de Califòrnia (constitueixen el 10% restat de la població nord-americana).
Rutes migratòries de la papallona monarca a Nord Amèrica (anada i tornada) (Fonts: Monarchwatch.org i Monarch Alert).

Un cop a les zones d’hibernació, la papallona no es reprodueix, sinó que es sumeix en un estat letàrgic fins la primavera següent, moment en què es tornen sexualment actives, copulen i inicien el seu viatge de retorn al nord. És per això que és molt habitual trobar-les formant grans aglomeracions a sobre d’arbres durant l’hivern.

Milers de papallones monarca aglomerades sobre la vegetació dels boscos a les zones d’hibernació (Foto de Carlos Adampol Galindo a Flickr, Creative Commons).

FIGURES DE PROTECCIÓ

Allà per on passa, la papallona monarca es troba emparada per nombroses figures de protecció.

Una de les més importants és la Reserva de la Biosfera de la Papallona Monarca (Estat de Mèxic), la quan va ser declarada Patrimoni de la Humanitat per la Unesco al 2008.

Reserva de la Biosfera de la Papallona Monarca (Foto de Michelle Tribe a Flickr, Creative Commons).

I no és estrany que es trobi tan protegida: a banda de ser un espectacle impressionant, es tracta d’organismes amb un paper pol·linitzador molt rellevant degut al seu ampli rang de dispersió, fet que és vital tant per mantenir la riquesa floral salvatge com pel bon desenvolupament dels cultius de Nord Amèrica.

LA “REINA” ESTÀ EN PERILL!

Tot i els esforços que es fan per protegir-la, el fenomen migratori de la papallona monarca nord-americana es troba en perill degut a la pressió antròpica, fet que alhora podria posar en perill el futur d’aquestes poblacions.

Segons dades recents proporcionades per la WWF, la superfície ocupada per les papallones a les zones d’hibernació ha disminuït un 94% en 10 anys, passant de 27,48 acres ocupades al 2003 a tan sols 1,65 acres al 2013, la xifra més petita registrada en els últims 20 anys.

Reducció de la superfície ocupada por les papallones monarca a les zones d’hibernació (Dades de la WWF).

Si bé és cert que, de forma natural, la superfície ocupada per la papallona a les zones d’hibernació sempre ha fluctuat any rere any, fins ara no s’havia registrat un descens tan acusat i sense recuperació d’aquests valors. Per tant, les papallones estan deixant de viatjar tan al sud.

Àrea total ocupada por les papallones a les zones d’hibernació des del 1993 fins el 2013 (WWF-Telcel-CONANP).

Aquesta recessió s’ha registrat també en altres espècies de papallona arreu del món, motiu pel qual deu existir algun factor en comú que estigui afectant les seves poblacions.

QUINES PODRIEN SER LES CAUSES D’AQUESTA RECESSIÓ?

Segons la WWF, les causes que podrien estar comprometent la migració de les monarques són:

  • La reducció de l’àrea de dispersió de les Asclepias: les erugues s’alimenten exclusivament d’aquestes plantes, de les quals adquireixen la seva toxicitat. Ara bé, l’ús de determinats herbicides i els canvis en els règims de pluges podrien estar limitant el seu rang a bona part de Nord Amèrica, el que posaria en perill la seva font d’alimentació.
  • La desforestació: la tala massiva d’arbres i la desertització estarien reduint els seus hàbitats d’hibernació.
  • Clima extrem: els efectes del canvi global, com l’accentuació de les diferències de temperatura nord-sud i els canvis en els règims de pluges dificultarien la supervivència dels adults més enllà d’unes poques setmanes, impedint les migracions.

QUÈ ES FA ACTUALMENT PER AJUDAR-LA?

Danaus plexippus és una espècie amb un paper pol·linitzador molt important, motiu pel qual existeix (o hauria d’existir) un enorme interès per conservar-la en tot el seu rang de dispersió.

Actualment, la majoria de figures de protecció de Nord Amèrica estan posant tot el seu esforç en millorar les condicions dels seus hàbitats. Entre elles, la Reserva de la Biosfera de la Papallona Monarca de Mèxic juntament amb la WWF estan tractant de restaurar els boscos de les zones d’hibernació i de promoure un turisme sostenible (per saber-ne més, entra en aquest link per llegir sobre les accions que s’estan duent a terme).

 .            .            .

El cas de la papallona monarca no és un fet aïllat: a dia d’avui moltes espècies amb un rang ampli de dispersió veuen compromeses les seves poblacions i les seves migracions degut a l’impacte de diversos fenòmens, els quals, per més que no ho vulguem, solen estar causats per l’ésser humà. Encara hi ha molta feina per fer, i depèn de tots nosaltres.

REFERÈNCIES

Imatge de portada per en Carlos Adampol Galindo a Flickr.

Difusió-català

Perill, mamífers verinosos!

Normalment associem a les serps, aràcnids, meduses, etc. com els animals verinosos per excel·lència, però sabies que també hi ha mamífers verinosos? En aquest article descobrirem quins són i la natura i ús dels seus verins.

L’ORNITORINC

L’ornitorinc (Ornithorhynchus anatinus) és el més famós entre els mamífers verinosos, i no només per aquesta característica. Amb un bec semblant a un ànec i reproducció ovípara (que posa ous), quan va ser descobert alguns científics pensaven que era un frau.

platypus ornitorrinco ornitorinc
Ornitorinc (Ornithorhynchus anatinus). Foto de Jonathan Munro

Pertanyen a l’ordre dels monotremes, que significa lieralment un sol orificien al·lusió a la cloaca, el final de l’aparell digestiu i reproductor. Alguns biòlegs evolutius es refereixen a ells com la “baula perdudaentre rèptils i mamífers, ja que presenten característiques d’ambdós grups. Els monotremes són els únics mamífers que posen ous, però el seu cos està cobert de pèl i les cries s’alimenten de la llet materna. Es distribueixen per Austràlia, Tasmània i Nova Guinea.

Els ornitorincs tenen un esperó a les potes del darrere, que només en el cas dels mascles, allibera verí produït per les glàndules crurals (situades a la cama). El mascle ho utilitza principalment per defensar el seu territori i establir la seva dominància durant l’època d’aparellament, encara que si és molestat també el fa servir com a defensa. Aquest verí és capaç de matar animals petits, fins i tot a gossos, i provocar un dolor intens i inflamació en els humans. Aquest dolor pot durar dies o mesos segons el cas.

Platypus spur, espolón ornitorrinco
Esperó a la pota del darrere d’un ornitorinc. Foto de E. Lonnon

Les toxines són quatre proteïnes, tres de les quals són exclusives de l’ornitorinc. Són semblants a les defensines (DLP, defensinlike proteins). Es tracta de proteïnes de tipus globular, petites i compactades, que participen en l’activació dels receptors del dolor. El coneixement de com actuen aquestes toxines, d’especial interès perquè provoquen un dolor durador i intens, pot obrir noves vies en la síntesi de fàrmacs analgèsics.

short-beaked echidna, equidna de nariz corta, equidna de nas curt
Equidna de nas curt (Tachyglossus aculeatus). Foto de Tony Britt-Lewis

Els equidnes (família Tachyglossidae) completen l’ordre dels monotremes juntament amb l’ornitorinc; en conseqüència també són ovípars. La família està formada per quatre espècies, amb la característica comuna de tenir el cos cobert de pèl dens i espines. Són principalment insectívors especialitzats en formigues i tèrmits (mirmecòfags).

Igual que els ornitorincs, també posseeixen esperons darrere dels genolls, però les seves secrecions no són verinoses. Les utilitzen com a substàncies per marcar el seu territori, segons els  últims estudis.

LORIS PERESOSOS

Com vam veure en un article anterior, els loris són primats del subordre dels prosimis. Són nocturns, arborícoles i s’alimenten principalment d’insectes, vegetals i fruites. Els loris peresosos (gènere Nycticebus), originaris del sud-est asiàtic, són els únics primats verinosos. Posseeixen glàndules verinoses als colzes (glàndula braquial), i es distribueixen el verí pel cos amb els braços i la llengua, el qual també pot unir-se a la saliva i transmetre‘s per mossegades.

lori pigmeo, nycticebus pigmaeus,
Loris pigmeu (Nycticebus pigmaeus). Foto de Ch’ien C. Lee

En aquest cas el verí és utilitzat com a defensa davant els seus depredadors, el que els provoca dolor, inflamació, necrosi (mort cel·lular) a la zona de la mossegada, hematúria (sang en orina) o en alguns casos xocs anafilàctics (reacció al·lèrgica) que poden conduir a la mort, fins i tot en humans (alguns estan amenaçats per la seva comercialització il·legal com a mascotes i en la medicina tradicional xinesa). El verí també serveix de protecció per a les cries, ja que en ser llepades pels seus progenitors la secreció verinosa es distribueix per tot el pelatge. El fet de ser verinosos, insòlit dins dels primats, pot ajudar a contrarestar els desavantatges dels seus lents moviments. L’exsudat de les glàndules, igual que en els equidnes, també pot donar informació olfactiva de rang i territori entre individus de loris (Hagey et al., 2007).

Loris de Kayan (Nycticebus kayan). foto de Ch'ien C. Lee
Loris de Kayan (Nycticebus kayan). Foto de Ch’ien C. Lee

Les toxines són de tipus polipeptídic (que es generen en barrejar la secreció glandular amb la saliva) i un esteroide no identificat. La secreció és semblant a l’al·lergen Fel d 1, que es troba en el gat domèstic i provoca al·lèrgies en humans (Hagey et al., 2006; Krane et al., 2003).

Es creu fins i tot que els loris mandrosos han convergit evolutivament amb les cobres, pel seu comportament defensiu quan es troben amenaçats, xiulant i aixecant els braços al voltant del seu cap (Nekaris et. al, 2003).

Loris, cobras, evolucion, convergencia
Mimetisme entre loris i cobres. 1. Lori de Java, 2 y 3. Cobra india 4. Lori de Bengala. Foto de Nekaris et. al.

En el següent vídeo una lori peresós és molestat i xiula com una serp mentre tracta de mossegar:

 EL SOLENODONT O ALMIQUÍ

Es tracta de petits mamífers nocturns semblants a les musaranyes i bàsicament insectívors que habiten a les Antilles. El solenodont de La Española (Solenodon paradoxus) habita a l’illa del mateix nom (República Dominicana i Haití) mentre que l’almiquí de Cuba (Solenodon cubanus) es distribueix per Cuba. Se’ls considera fòssils vivents ja que presenten característiques primitives similars a les que posseïen els mamífers del final de l’Era Secundària (regnat dels dinosaures).

solenodonte de La Española (Solenodon paradoxus
Solenodont de La Española (Solenodon paradoxus). Foto de Eladio M. Fernández.

A diferència de la resta de mamífers verinosos, la saliva tòxica es produeix en unes glàndules sota de la mandíbula (glàndules submaxil·lars), que és transportada per conductes cap a la part davantera de la boca. Les segons dents incisives tenen un solc on s’acumula la saliva tòxica per afavorir la seva entrada a les ferides. Són doncs els únics mamífers que injecten verí a través de les seves dents, de manera similar a les serps.

diente, solenodon, teeth, surco
Mandíbula inferior de Solenodon paradoxus on es veu el solc de l’incisiu. Foto de Phil Myers

La principal funció d’aquest verí és immobilitzar les preses que cacen, ja que a més d’insectes poden atrapar petits vertebrats com rèptils, amfibis o aus.

Almiquí, Cuba, Solenodon, cubanus, Cuban giant shrew
Almiquí de Cuba (Solenodon cubanus). Foto de Julio Genaro.

Evolutivament, aquest verí pot haver-se desenvolupat per mantenir preses vives però immòbils durant èpoques d’escassetat, per ajudar en la digestió, minimitzar la despesa d’energia en la lluita durant la caça i enfrontar-se a preses fins i tot el doble de grans que ells. Aquest verí no és mortal per als humans.

MUSARANYES

La musaranya cuacurta septendrional (Blarina brevicauda), la musaranya aquàtica pirinenca (Neomys fodiens) i la musaranya aquàtica mediterrània (Neomys anomalus) també posseeixen glàndules submaxil·lars com el solenodont. Es distribueixen per Amèrica del Nord (musaranya cuacurta) i Europa i Àsia (musaranyes aquàtiques), inclosa la Península Ibèrica.

Musaraña colicorta americana (Blarina brevicauda). Foto de Gilles Gonthier.
Musaranya cuacurta septentrional (Blarina brevicauda). Foto de Gilles Gonthier.

La musaranya cuacurta pot consumir fins a tres vegades el seu pes d’aliment al dia. La seva saliva és la més verinosa que existeix i la fa servir per paralitzar a les seves preses, per menjar-les o conservar-les vives en períodes d’escassetat. Les musaranyes aquàtiques també emmagatzemen les seves preses immobilitzades sota de les roques.

Musgaño (Neomys anomalus). Foto de rollin Verlinde.
Musaranya aquàtica mediterrània (Neomys anomalus). Foto de Rollin Verlinde.

Aquests animals ataquen des del darrere i mosseguen el coll de les seves preses perquè el verí actuï més ràpidament, ja que afecta el sistema nerviós central (neurotoxines). L’aparell respiratori i vascular també resulta afectat i produeix convulsions, descoordinació de moviments, paràlisi i fins i tot la mort de petits vertebrats.

Musgaño patiblanco-Neomys_fodiens, Wasserspitzmaus
Musaranya aquàtica pirinenca (Neomys fodiens). Foto de R. Altenkamp.

Les seves dents no tenen solcs com els dels solenodonts, però sí una superfície còncava per emmagatzemar la saliva tòxica.

neomys, anomalus, mandibula, dientes, veneno
Mandíbula inferior de Neomys anomalus. Foto de António Pena.

Se sospita que altres mamífers produeixen també saliva tòxica de manera similar, com el talp europeu (Talpa europaea) i altres espècies de musaranya, però no es disposa d’estudis concloents.

RATA CRESTADA AFRICANA

També coneguda com rata de crinera (Lophiomys imhausi), la rata crestada africana utilitza verí present al seu pèl per protegir-se dels seus depredadors.

Rata crestada Lophiomys_imhausi, rata de crin, maned rat
Rata crestada africana (Lophiomys imhausi). Foto de Kevin Deacon

A diferència de la resta de mamífers que produeixen els seus propis verins, la rata crestada africana obté la toxina (anomenada ouabaína) de l’escorça i arrels d’un arbre (acocantera o llorer tòxic, Acokanthera schimperi). Els mastega i s’unta la barreja de saliva i tòxic al cos. Els seus pèls tenen una estructura microscòpica cilíndrica perforada, el que afavoreix l’absorció del verí. En cas de perill, s’estarrufa i mostra el seu pelatge marró a ratlles blanques, advertint del seu perill potencial. Aquesta estratègia de persuasió basada en colors cridaners d’advertència es coneix com aposematisme, present en molts animals, com les abelles.

En aquest vídeo de la BBC online s’observa una rata crestada i imatges al microscopi d’un pèl absorbint tinta, mostrant la seva estructura porosa:

Es desconeix de quina manera és immune a la toxina, ja que és la mateixa substància que fan servir algunes tribus africanes per caçar animals tan grans com l’elefant. La ouabaína és un glucòsid que controla el batec del cor, provocant infarts si s’absorbeix en grans quantitats. L’estudi dels mecanismes que protegeixen la rata crestada d’una substància que regula el ritme cardíac, pot ajudar al desenvolupament de tractaments per a problemes cardíacs.

Els eriçons europeus (Erinaceus europaeus) tenen un comportament similar (empastifar-se el cos amb verí aliè), però no s’ha pogut comprovar si l’objectiu és defensiu ja que no espanta als depredadors.

En conclusió, les estratègies, usos i natures del verí en mamífers són variades i el seu estudi pot tenir importants conseqüències mèdiques en el desenvolupament de fàrmacs, així com augmentar el coneixement de les relacions evolutives entre diferents grups d’animals actuals (rèptils-mamífers) i seus avantpassats.

REFERÈNCIES

mireia querol rovira