Micro-okupas de nuestros hogares

Si alguna vez has pensado estar solo en tu casa, sentimos comunicarte que te equivocabas. En nuestros hogares existen una gran cantidad de microecosistemas perfectos para que una gran diversidad de microorganismos prolifere a sus anchas. Estas comunidades son las responsables de los olores de nuestro hogar, de la degradación de ciertos materiales y la contaminación de ciertas zonas. ¿Quieres saber un poco más sobre tus microscópicos compañeros de piso? ¡Adelante!

Se calcula que cerca de un 90% de nuestro tiempo lo pasamos en lugares cerrados, tales como la oficina, el colegio, nuestro hogar. Estos lugares, así como el resto de nuestro planeta, presenta condiciones idóneas para la creación de espacios donde puedan proliferar especies microscópicas como bacterias, hongos y artrópodos. Estas comunidades comprenden lo que conocemos como el microbioma de nuestro hogar.

Microfotografía de escáner electrónico de una cerda de un cepillo de dientes usado donde se acumulan las comunidades bacterianas. (Imagen: Science photo library)

Las relaciones que establecemos con estas comunidades de microorganismos pueden condicionar directamente en nuestra salud. Podemos encontrar microorganismos beneficiosos, microorganismos indiferentes (es decir, que no producen ningún efecto) y microorganismos patógenos como Staphylococcus aureus resistente a antibióticos o alérgenos como los ácaros. Cabe decir que estos patógenos, en la mayoría de casos, apenas representan un porcentaje y no suponen ningún riesgo para los ocupantes del hogar.

BACTERIAS

Las comunidades bacterianas son muy abundantes en nuestros hogares. Las podemos encontrar en todos los rincones y presentan una gran diversidad. Por ejemplo, en el polvo se calcula que hay unas 7.000 especies bacterianas diferentes. En el gráfico siguiente podemos observar la diversidad bacteriana que coloniza ciertas regiones de nuestro hogar, como la tapa del inodoro, la cocina o nuestras propias camas.

Diferentes taxones bacterianos que podemos encontrar en diferentes zonas de nuestro hogar. (Imagen: G.E. Flores)

HONGOS

Una vivienda normal puede presentar hasta 2.000 tipos diferentes de hongos. Los podemos encontrar también en todos los ambientes del hogar como alimentos, cocina, paredes e incluso en lugares olvidados durante la limpieza como por ejemplo el polvo acumulado sobre los marcos de las puertas. Entre ellos podemos destacar la presencia de Aspergillus, Penicillium y Fusarium. También proliferan hongos encargados de la degradación de maderas (como por ejemplo Stereum, Tremetes, Phlebia) o hongos relacionados con los humanos, como sería el caso de Candida.

Aparición de moho en nuestros hogares en forma de húmedad por Strachybrotrys sp. (Imagen: Mycleaningproduct.com) o en las frutas como Penicillium sp. (imagen: wisegeek).

ÁCAROS

Estos organismos representan al grupo de los artrópodos microscópicos de nuestros hogares. Normalmente habitan en el polvo de nuestra casa, en las superficies rugosas tales como telas, colchones y almohadas donde se alimentan de piel y escamas humanas y de animales. Normalmente encontramos las especies Dermatophagoides pteronyssus y Dermatophagoides farinae, conocidos comúnmente como ácaros del polvo. Aun así, y en menor medida, podemos encontrar también algún que otro ejemplar de Demodex folliculorum. Este ácaro habita en los folículos pilosos de nuestro rostro y se alimenta de piel muerta. Normalmente se desprende de la piel al dormir.

Ácaro del polvo D. pteronyssinus (Imagen: Göran Malmberg) y ácaro del folículo Demodex folliculorum (Imagen: BBC)

BIOGEOGRAFÍA Y PRINCIPALES FUENTES DE EMISIÓN

La distribución geográfica de las comunidades microscópicas de nuestro hogar y los factores ambientales que condicionan esta distribución son poco conocidos. Por ese motivo, a lo largo de esta última década los estudios sobre el microbioma de nuestros hogares han aumentado y proliferado de manera considerable.

Esta gran diversidad microbiana cambia a lo largo de diferentes localizaciones de nuestro hogar, es decir, no encontraremos los mismos microorganismos en la cama que en la taza del váter. Por ejemplo, en nuestra cocina, dependiendo del lugar que examinemos podemos encontrar mayor abundancia de una determinada bacteria o de otra. En la imagen inferior, nos muestran como en los fogones de nuestra cocina encontramos una mayor abundancia de Salmonella sp. que de Clostridium sp.

Diferencias en la abundancia de bacterias en función de la localización. (Imagen: G.E. Flores)

Aun así, encontramos un cierto patrón en la distribución geográfica de estas comunidades, es decir, los organismos que habitan en ciertas zonas son más similares que a los que encontramos en otras. En el dendrograma siguiente podemos observar como los organismos que encontramos en la funda de nuestras almohadas (pillowcase en inglés) son muy parecidas a las que encontramos en el retrete, pero completamente diferentes a las que podemos encontrar en la tabla de cortar de nuestras cocinas.

Dendograma de similitud entre las comunidades bacterianas de diversas zonas de nuestro hogar. (Imagen: Robert, D. Dunn).

¿Cuál es el porqué de esta distribución geográfica?

La respuesta se encuentra en las diferentes fuentes de emisión de estos organismos. En función de dónde provenga la afluencia de microorganismos encontraremos unas especies u otras. Obviamente la mayor fuente de emisión de microorganismos al ambiente son los seres humanos. Sabemos que millones de bacterias y demás microorganismos viven en nuestro organismo y estos se extienden por todas partes, ya sea por actividad respiratoria, contacto directo o por la piel. Cada humano deja una huella microbiana (fingerprint en inglés) específica en aquellos lugares donde se encuentra.

Principales fuentes de emisión en función de la zona del hogar a examinar. Véase que la mayor fuente de emisión son los propios humanos. (Imagen: G. E. Flores)

Se puede observar que en ciertos lugares aparecen microorganismos relacionados con nuestros intestinos, concretamente son aquellos que se expulsan con los excrementos. Si no lavamos nuestras manos después de acudir al servicio, seguramente vayamos esparciendo bacterias fecales por doquier. También cabe destacar que hasta los más pulcros cometen errores: tirar de la cadena con la tapa del retrete abierta provoca la expansión de bacterias fecales como si se tratara de un aerosol, llegando hasta nuestros cepillos de dientes o el jabón de manos.

Por otro lado, la diversidad microbiana está muy influenciada por el número y tipo de ocupantes de la casa, es decir, no habrá los mismos organismos en una casa con dos ocupantes que en la casa de una familia de siete miembros. Además, se ha observado que no encontramos los mismos microorganismos en hogares donde hay mayor número de mujeres que en los que hay mayor número de varones. Por lo general estos últimos liberan una mayor cantidad de microorganismos.

Gráfico de la influencia del género de los ocupantes en la diversidad de microorganismos de nuestro hogar. (Imagen: Albert barberán).

Otro factor muy importante que condiciona esta diversidad microbiana es la presencia de mascotas. Si en nuestros hogares tenemos animales de compañía como gatos o perros, conviviremos con comunidades microscópicas más variadas. En estos casos, encontramos organismos relacionados con los excrementos, piel y glándulas de estos animales que no encontraríamos, obviamente, en casas sin animales.

Diferencias entre la abundancia de determinadas especies bacterianas en función de la presencia o ausencia de animales de compañia. (Imagen: Albert barberán).

Aunque las principales fuentes de emisión son los ocupantes de estos hogares, las comunidades microscópicas que colonizan todos los rincones están estrechamente relacionadas con las que encontramos en el exterior. En el caso de los hongos esta relación es más estrecha que en el caso de las bacterias. Aun así, se ha observado que en el interior de las casas las especies son más variadas que en el exterior.

Comparación de la riqueza bacteriana y fúngica de nuestros hogares y el exterior. (Imagen: Albert barberán)

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¡Cuánta razón tiene la frase “como mi hogar ningún lugar! Efectivamente, cada hogar es un universo único y específico de comunidades microscópicas. ¡No hay dos iguales en el mundo!

REFERENCIAS

• Robert, D. Dunn. Home life: Factors Structuring the bacterial diversity found within and between homes. (Artículo en inglés)
• Albert Barberán. The ecology of microscopic life in household dust.  (Artículo en inglés)
• Gilberto E. Flores. Microbial biogeography of public restroom surfaces. (Artículo en Inglés)
• Imagen Portada: Microbe.net

Tardígrados: Animales con superpoderes

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Los osos más pequeños del mundo tienen capacidades dignas de superhéroes. En realidad, no son osos propiamente dichos: los osos de agua en realidad son los tardígrados. Son animales invertebrados prácticamente indestructibles: sobreviven décadas sin agua ni alimento, a temperaturas extremas e incluso han sobrevivido al espacio exterior. Conoce al animal que parece llegado de otro planeta y aprende a observarlo en tu casa si dispones de un microscopio.

¿QUÉ ES UN TARDÍGRADO?

Oso de agua (Macrobiotus sapiens) en musgo. Foto coloreada tomada con microscopio electrónico de barrido (SEM): Foto de Nicole Ottawa & Oliver Meckes

Los tardígrados u osos de agua, son un grupo de invertebrados de 0,05-1,5 mm que viven preferiblemente en lugares húmedos. Son especialmente abundantes en la película de humedad que recubre musgos y helechos, aunque no faltan especies oceánicas y de agua dulce, por lo que podemos considerar que viven en cualquier parte del mundo. Incluso a escasos metros de ti, en el hueco entre baldosa y baldosa. En un gramo de musgo se han llegado a encontrar hasta 22.000 ejemplares. Se han encontrado en la Antártida bajo capas de 5 metros de hielo, en desiertos cálidos, en fuentes termales, en montañas de 6.000 metros de altura y a profundidades oceánicas abisales. Se trata pues de animales extremófilos. Se calcula que existen más de 1.000 especies.

MORFOLOGÍA

Su nombre popular hace referencia a su aspecto y el científico a la lentitud de sus movimientos. Tienen el cuerpo dividido en 5 segmentos: el cefálico, donde tienen la boca en forma de trompa (probóscide) con dos estiletes internos y en ocasiones ojos simples  (omatidios) y pelos sensoriales,  y los 4 restantes con un par de patas por segmento. Cada pata posee unas garras para anclarse al terreno.

Vista ventral de un tardígrado donde se observan los cinco segmentos del cuerpo. Imagen coloreada de microscopio electrónico de barrido (SEM). Foto de Eye Of Science/Science Photo Library

Tardígrado (Echiniscus sp.) en el que se le pueden observar las garras. Imagen coloreada de microscopio electrónico de barrido (SEM). Foto de Eye Of Science/Science Photo Library

Observa en este vídeo de Craig Smith los movimientos del tardígrado con más detalle:

ALIMENTACIÓN

Gracias a los estiletes de su boca, perforan los vegetales de los que se alimentan y succionan los productos de la fotosíntesis, pero también pueden alimentarse absorbiendo el contenido celular de otros organismos microscópicos como bacterias, algas, rotíferos, nematodos… Algunos son depredadores y pueden ingerir microorganismos enteros.

Su aparato digestivo es básicamente la boca, una faringe con potentes músculos para hacer los movimientos de succión que se abre directamente al intestino y el ano. Algunas especies sólo defecan cuando mudan.

Detalle de la boca de un tardígrado. Imagen coloreada de microscopio electrónico de barrido (SEM). Foto de Eye Of Science/Science Photo Library

ANATOMÍA INTERNA

No poseen aparato circulatorio ni respiratorio: el intercambio de gases se hace directamente por la superficie del cuerpo. Están cubiertos por una cutícula rígida que puede ser de distintos colores y que van mudando a medida que crecen. Con cada muda, pierden los estiletes bucales, que serán segregados de nuevo. Son organismos eutélicos: para crecer solamente aumentan el tamaño de sus células, no su número, que permanece constante a lo largo de su vida

REPRODUCCIÓN

Los tardígrados en general tienen sexos separados (son dioicos) y se reproducen por huevos (son ovíparos), pero también hay especies hermafroditas y partenogénenéticas (las hembras se reproducen sin ser fecundadas por ningún macho). La fecundación es externa y su desarrollo es directo, es decir, no presentan fases larvarias.

Huevo de tardígrado. Imagen coloreada de microscopio electrónico de barrido (SEM). Foto de Eye of Science/Science Photo Library

LOS RÉCORDS DE LOS TARDÍGRADOS

Los tardígrados son animales increíblemente resistentes que han superado las siguientes condiciones:

• Deshidratación: pueden sobrevivir durante 30 años en condiciones de laboratorio sin una sola gota de agua. Hay fuentes que aseguran que resisten hasta 120 años o que se han encontrado en hielos de 2000 años de antigüedad y han podido revivir, aunque probablemente sean exageraciones.
• Temperaturas extremas: si hierves un tardígrado, sobrevive. Si lo sometes a temperaturas de casi el cero absoluto (-273ºC), sobrevive. Su rango de supervivencia va de -270ºC a 150ºC.
• Presión extrema: son capaces de soportar desde el vacío hasta  6.000 atmósferas, es decir, 6 veces la presión que hay en el punto más profundo de la Tierra, la Fosa de las Marianas (11.000 metros de profundidad).
• Radiación extrema: los tardígrados pueden soportar bombardeos de radiación en una dosis 1000 veces superior a la letal para un humano.
• Sustancias tóxicas: si se les sumerge en éter o alcohol puro, sobreviven.
• Espacio exterior: los tardígrados son los únicos animales que han sobrevivido al espacio exterior sin protección alguna. En 2007 la ESA (Agencia Espacial Europea), dentro del proyecto TARDIS (Tardigrades In Space) expuso tardígrados (Richtersius coronifer y Milnesium tardigradum) durante 12 días en la superficie de la nave Foton-M3 y sobrevivieron al viaje espacial. En 2011 la NASA hizo lo propio colocándolos en el exterior del transbordador espacial Endeavour y se corroboraron los resultados. Sobrevivieron al vacío, a los rayos cósmicos y a una radiación ultravioleta 1000 veces superior a la de la superficie terrestre. El proyecto Biokis (2011)  de la Agencia Espacial Italiana (ASI) estudió el impacto de estos viajes a nivel molecular.

¿CÓMO LO HACEN?

Los tardígrados son capaces de resistir estas condiciones tan extremas porque entran en estado de criptobiosis cuando las condiciones son desfavorables. Es un estado extremo de anabiosis (disminución del metabolismo). Según las condiciones que tienen que soportar, la criptobiosis se clasifica en:

• Anhidrobiosis: en caso de deshidratación del medio, entran en “estado de tonel” ya que adoptan forma de barril para reducir su superficie y se envuelven en una capa de cera para evitar la pérdida del agua por transpiración. Para evitar la muerte de las células, sintetizan trehalosa, un azúcar que sustituye al agua de su cuerpo y mantiene intacta la estructura de las membranas celulares. Reducen el contenido de agua de su cuerpo hasta sólo un 1% y seguidamente detienen su metabolismo casi por completo (0,01% por debajo de lo normal).

  

  Tardígrado deshidratado. Foto de Photo Science Library

• Criobiosis: en caso de someterse a bajas temperaturas, el agua de casi cualquier ser vivo cristaliza, rompe la estructura de las células y el ser vivo muere. Pero los tardígrados utilizan proteínas que congelan bruscamente el agua de las células en forma de pequeños cristales, con lo que logran evitar su rotura.
• Osmobiosis: se da en caso de aumento de la concentración salina del medio.
• Anoxibiosis: en caso de falta de oxígeno, entran en un estado de inactividad en el que dejan su cuerpo totalmente estirado, por lo que necesitan agua para mantenerse turgentes.

En el caso de las exposiciones  a las radiaciones, que destruirían el ADN, se ha observado que los tardígrados son capaces de reparar el material genético dañado.

Estas técnicas ya han sido imitadas en campos como la medicina, conservando órganos de ratas para posteriormente “revivirlos” y pueden abrir otras vías de conservación de tejidos vivos y trasplantes. También abren nuevos campos en la exploración espacial de vida extraterrestre (astrobiología) e incluso en la exploración humana del espacio para resistir largos viajes interplanetarios, en ideas por el momento, más cercanas a la ciencia ficción que a la realidad.

¿SON EXTRATERRESTRES?

El escaso registro fósil, su parentesco evolutivo poco claro y su gran resistencia, provocaron hipótesis que especulaban con la posibilidad que los tardígrados hayan venido del espacio exterior.  No se trata de una idea descabellada, aunque altamente improbable. La panspermia es la hipótesis por la cual la vida, o mejor dicho, las moléculas orgánicas complejas, no se originaron en la Tierra, sino que llegaron gracias a meteoritos durante los inicios del Sistema Solar. De hecho, se han encontrado meteoritos con aminoácidos (moléculas indispensables para la vida) en su composición, por lo que la panspermia es una hipótesis que no se puede descartar todavía.

Foto de Eye Of Science/Photolife Library

Pero no es el caso de los tardígrados: su ADN es igual al del resto de seres vivos terrestres y los últimos estudios filogenéticos los emparentan con los onicóforos (animales parecidos a gusanos), asquelmintos y artrópodos. Lo fascinante es que es el animal con más ADN ajeno: hasta el 16% de su genoma pertenece a hongos, bacterias o arqueas, obtenidos por un proceso llamado transferencia genética horizontal. La presencia de genes ajenos en otras especies animales no suele ser más del 1%. ¿Será esto lo que le ha permitido desarrollar esta gran resistencia?

¿QUIERES BUSCAR TARDÍGRADOS POR TI MISMO Y OBSERVARLOS EN ACCIÓN?

Al ser tan comunes y habitar potencialmente casi cualquier lugar, si dispones de un microscopio, por sencillo que sea, puedes buscar y ver tardígrados vivos con tus propios ojos:

• • Coge un trozo de musgo de una roca o muro, mejor si está un poco seco.
  • Déjalo secar al sol y límpialo de tierra y otros restos grandes.
  • Ponlo al revés en un recipiente transparente (como una placa de Petri), empápalo con agua y déjalo reposar unas horas.
  • Retira el musgo y busca los tardígrados en el agua del recipiente (ponlo en un fondo negro para ver más fácilmente). Si hay suerte, con una lupa podrás verlos moverse.
  • Cógelos con una pipeta o cuentagotas, colócalos en el portaobjetos y a ¡disfrutar! Podrías ver cosas parecidas a ésta:

REFERENCIAS

• Pequeños pero invencibles
• Revelan más secretos del indestructible tardígrado
• Meet the miniature water bear: nature’s ultimate survivor or an alien from another planet?
• Tardígrados, los animales que desafían toda preconcepción biológica
• Tardigrada.es
• Los tardígrados, ositos de agua
• Tiny animal survive exposure to space
• Anhydrobiosis in invertebrates
• “Alien” water bears amaze scientists
• Tardigrada (Astronoo)
• La criptobiosis en el phylum Tardigrada
• El animal “más resistente de la Tierra” se prueba en el espacio
• Foto de portada de Oliver Meckes

¿Qué nos dicen los insectos sobre la salud de nuestros ríos?

En la actualidad, la preocupación por el estado de salud de las aguas continentales (ríos, lagos, etc.) va en aumento, sobre todo debido al creciente uso (y abuso) de éstas para el consumo humano. Desde hace ya unos años, se ha ido expandiendo el uso de índices que, en base a datos de presencia, ausencia o abundancia de ciertos organismos en el medio de estudio (conocidos como “organismos bioindicadores”), nos permiten determinar la calidad de las aguas. Entre estos organismos, encontramos muchos artrópodos.

En este artículo, trataré de explicaros brevemente qué son los bioindicadores, el papel de los artrópodos en la bioindicación y algunos de los índices de bioindicación más usados para medir la calidad de los ecosistemas fluviales de la Península Ibérica.

¿Qué es un bioindicador?

El término bioindicador se usa para referirse a aquellos procesos biológicos, especies y/o comunidades de organismos que nos sirven para evaluar cualitativamente la calidad o estado de un ecosistema y la forma cómo éste evoluciona en el tiempo, lo que es especialmente útil en el caso de cambios introducidos por perturbaciones antropogénicas (p.ej. contaminación).

Un bioindicador puede ser, por lo tanto:

• Tanto una especie en concreto, cuya presencia/ausencia o abundancia en el lugar de estudio nos informa del estado de salud del ecosistema.
• Una población o una comunidad de distintos organismos que varíe, funcional o estructuralmente, acorde con las condiciones de su medio.

Ejemplo: el líquen Lecanora conizaeoides es muy resistente a la contaminación. Su presencia, sumada a la desaparición de otros líquenes, es indicativo de una elevada contaminación atmosférica.

Lecanora conizaeoides (Foto por James Lindsey).

¿Qué consideramos un “buen bioindicador”?

No todos los organismos son aptos para ser usados como bioindicadores. Aunque no existe un prototipo de bioindicador, pues todo depende del ecosistema que se estudie, sí que podemos resumir algunos de los principales requisitos para que uno o varios organismos sean considerados “buenos bioindicadores”:

• Han de responder a las perturbaciones que acontecen en su medio en mayor o menor grado. Esta respuesta debe ser equiparable al resto de organismos de la misma especie y correlacionarse bien con la perturbación.
• Su respuesta debe ser representativa de la de toda la comunidad o población.
• Deben localizarse de forma natural en el medio que se estudia y ser ubicuos (es decir, estar presentes en casi todos los ecosistemas de similar o igual índole).
• Ser abundantes (las especies raras no suelen ser óptimas).
• Ser relativamente estables ante cambios moderados del clima (es decir, que una tormenta o un cambio natural de la temperatura no les afecte más allá de lo normal).
• Ser fáciles de detectar y, a poder ser, de poca movilidad (sedentarios).
• Estar bien estudiados, tanto desde un punto de vista ecológico como taxonómico (saber, por lo tanto, cuál es su tolerancia a las perturbaciones).
• Ser fáciles de manipular y testear en el laboratorio.

El uso de bioindicadores siempre será más óptimo si no nos limitamos a tomar como referencia poblaciones de una o dos especies y usamos comunidades enteras, permitiendo abarcar un rango amplio de tolerancias ambientales: desde organismos con unas necesidades ambientales de rango muy limitado (es decir, estenoicos) y sensibles a la contaminación, hasta organismos muy tolerantes capaces de sobrevivir en medios muy perturbados.

Así, podremos saber que un ecosistema está muy perturbado si, por ejemplo, sólo encontramos una única especie muy tolerante y ninguna de las consideradas sensibles.

Animales bioindicadores de aguas continentales

A día de hoy se usan muchos animales como bioindicadores: desde pequeños microorganismos e invertebrados, hasta vertebrados terrestres y acuáticos (micromamíferos, aves, peces, etc.). En aguas continentales, y especialmente en estudios de calidad de aguas fluviales, se utilizan sobre todo macroinvertebrados acuáticos. Veamos, a continuación, qué es un macroinvertebrado.

¿Qué son los macroinvertebrados?

El término macroinvertebrado no corresponde a ninguna clasificación taxonómica, sino a un concepto artificial que engloba a distintos organismos invertebrados acuáticos.

Por lo general, se dice que un organismo es un macroinvertebrado cuando puede ser capturado por una red cuyos orificios (lo que técnicamente se conoce como “luz de la malla”) sean de 250μm.

Recogida de macroinvertebrados usando una red de arrastre (Imagen por USFWS/Southeast , Creative Commons).

Los macroinvertebrados son, en su mayoría, bentónicos, es decir, habitantes del sustrato de fondo de los sistemas acuáticos, al menos durante alguna fase de su ciclo vital (aunque también los hay que se desplazan libremente por la columna de agua o por su superficie).

En ríos y lagos encontramos muchos grupos de macroinvertebrados, que podemos clasificar en dos grupos:

Fuentes de las fotografías: (1) Luis Silva Margareto ©, (2) DPDx Image Library, (3) Oakley Originals, Creative Commons, (4) Ryan Hodnett, Creative Commons, (5) Will Thomas, Creative Commons, (6) Duncan Hull, Creative Commons.

Entre estos grupos, encontramos tanto organismos muy tolerantes a perturbaciones del medio (p.ej. las sanguijuelas) como especies sensibles (muchas larvas de insectos).

La mayoría de macroinvertebrados de aguas continentales (≃80%) son artrópodos (de los cuales os hablaré en el siguiente apartado), entre los que destacan muchos insectos y, en especial, sus formas larvarias (generalmente bentónicas), la observación y análisis de las cuales es vital para el cálculo de muchos índices de calidad de aguas continentales.

Los insectos en la bioindicación

Como os he comentado en el apartado anterior, alrededor de un 80% de los macroinvertebrados de aguas continentales son, en efecto, artrópodos y, en su mayoría, órdenes de insectos en su forma larvaria o de ninfa. Veamos algunos de los más frecuentes:

Tricópteros

Insectos muy emparentados con los lepidópteros (mariposas y polillas). Sus ninfas acuáticas construyen refugios alrededor de su cuerpo usando materiales del lecho fluvial. Se diferencian del resto de larvas acuáticas de insectos porque presentan un par de filamentos anales provistos de fuertes uñas. Suelen aparecer en zonas de aguas limpias con bastantes corrientes.

Ninfa (dentro de su refugio, izquierda) y adulto de tricóptero (derecha). Fotos de la ninfa por Matt Reinbold (Creative Commons) y del adulto por Donald Hobern (Creative Commons).

Efemerópteros (o efímeras)

Uno de los órdenes de insectos alados más primitivo. Sus ninfas acuáticas, las cuales suelen vivir en ríos, se caracterizan por presentar tres pelos anales muy largos. Los adultos, que vuelan cerca del agua, son muy frágiles, y su ciclo de vida es muy corto en comparación al de las ninfas (de ahí el nombre de “efímeras”).

Ninfa (izquierda) y adulto de efemeróptero (derecha). Fotos de la ninfa por Keisotyo (Creative Commons) y del adulto por Mick Talbot (Creative Commons).

Plecópteros

Insectos alados con larvas acuáticas muy similares a las de los efemerópteros. Presentan, como éstos, pelos anales, pero se diferencian por desarrollar dos uñas apicales en cada pata. Viven sobre todo en  lagos y arroyos.

Ninfa (izquierda) y adulto de plecóptero (derecha). Fotos de la ninfa por Böhringer (Creative Commons) y del adulto por gailhampshire (Creative Commons).

Otros grupos con larvas o ninfas acuáticas

Entre los insectos más comunes en ríos y lagos también encontramos representantes del orden Odonata (libélulas y caballitos del diablo), Coleoptera (escarabajo), Diptera (moscas y mosquitos), etc.

Entre todos los insectos que os he introducido, los hay muy tolerantes a la contaminación (p.ej, larvas de muchas especies de dípteros –moscas y mosquitos-; este es el caso de algunas especies de quironómidos tolerantes a la contaminación orgánica e inorgánica por metales pesados) hasta especies muy sensibles (p.ej, algunas especies de tricópteros), pasando por estadios intermedios.

Según su grado de tolerancia a las perturbaciones, los científicos agrupan a estos organismos (más el resto de macroinvertebrados) en categorías a las que se les asigna un valor que, posteriormente, permite calcular índices de calidad de su medio.

Índices bióticos para aguas fluviales

Los diferentes grados de tolerancia que manifiestan los macroinvertebrados de una comunidad ante las perturbaciones de su medio nos permiten clasificarlos y asignarles un valor cualitativo dentro de una escala (cuanto mayor sea el número, más sensible es el organismo a la contaminación). Mediante estos valores, podemos calcular distintos índices bióticos, que no son más que valores cualitativos que se asignan a una comunidad para clasificarla según su calidad: cuanto mayor sea el índice, mayor calidad tendrá el agua.

Uno de los índices más usados en la evaluación del estado ecológico de los ríos de la Península Ibérica es el IBMWP (Iberian Bio-Monitoring Working Party), una adaptación del índice británico BMWP por Alba Tercedor (1998). A grandes rasgos, cuanto mayor sea su valor, mayor será la calidad de las aguas. En esta web podéis ver los detalles de este índice, así como los valores que se asignan a cada macroinvertebrado.

También se usa el índice IASPT, un índice complementario que corresponde al valor de IBMWP dividido por el número de taxones identificados. Éste nos aporta información sobre el tipo de comunidad dominante en el tramo estudiado. Podéis ver más detalles en este link.

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Como habréis podido ir viendo a lo largo de este artículo, los macroinvertebrados, y especialmente los insectos, juegan un papel vital en el estudio de la calidad de las aguas continentales. Además, su presencia o ausencia es de suma importancia para el resto de organismos de su ecosistema, por lo que debemos ser conscientes de que, a pesar de ser aparentemente tan abundantes, la reducción de su número y/o diversidad puede conllevar efectos negativos en cadena de difícil reparación.

REFERENCIAS

• Bioindicadors com a detectors de la contaminació ambiental. Diari Apícola Ecolluita (Associació Col·lectiu Abellaire).
• Bioindicadors. GESNA (Estudis Ambientals S.L.).
• Estudio de determinación de índices bióticos en 87 puntos de los ríos de Navarra (Informe Final, 2005). Ekolur, Asesoría Ambiental.
• Holt, E. A. & Miller, S. W. (2010) Bioindicators: Using Organisms to Measure Environmental Impacts. Nature Education Knowledge 3(10):8.
• MEDPACS (MEDiterranian Predictions And Classifictions System).
• Prat N., Ríos B., Acosta R., Rieradevall M. (2009). Los macroinvertebrados como indicadores de calidad de las aguas.
• Protocolo de cálculo del índice IBMWP. Ministerio de Agricultura, Alimentación y Medio Ambiente (Gobierno de España).
• http://www.cricyt.edu.ar/enciclopedia/terminos/Bioindic.htm
• https://ilbca.wordpress.com/bioindicadores/
• http://xtec.cat/cda-delta/pdf/rv_invertebrats.pdf

Foto de portada por U.S. Fish and Wildlife Service Southeast Region.

Maratus sp.: la araña que soñaba con ser un pavo real

Si os dijera que en Australia habitan pavos reales de unos 5mm, ¿os lo creeríais? Si bien es cierto que en este país abundan organismos sorprendentes, de momento los científicos no han encontrado aves tan pequeñas. Ahora bien, sí existe un pequeño animal que alberga un enorme parecido con ellas: las arañas pavo real (Maratus sp., familia Salticidae), cuyo “abdomen” u opistosoma (parte posterior del cuerpo de las arañas) presenta una especie de “alas” que se despliegan hacia los lados como la cola de un pavo real.

El mes pasado os mostramos algunas imágenes de estos organismos en las páginas de nuestras redes sociales. A lo largo de este artículo, conoceréis sus características más peculiares y descubriréis la función que esconde su opistosoma desplegable.

LAS ARAÑAS SALTARINAS

Las arañas pavo real se incluyen dentro de la familia Salticidae, comúnmente conocidas como arañas saltarinas o saltícidos. Esta familia incluye más 5000 especies (posiblemente el grupo de arañas más diverso y abundante) y su distribución es prácticamente mundial (pudiéndose encontrar, incluso, en lo alto del monte Everest; este es el caso de la especie Euophrys omnisuperstes). Aun así, se concentran mayoritariamente en bosques tropicales.

¿CÓMO PODEMOS DISTINGUIRLAS?

CARACTERÍSTICAS GENERALES

Las arañas de la familia Salticidae, por lo general, apenas alcanzan unos pocos milímetros de longitud cuando se hacen adultas (lo más habitual es que no sobrepasen los 10mm). Anatómicamente, los organismos de este grupo se caracterizan por poseer dos grandes ojos simples frontales flanqueados por dos más pequeños, más otros cuatro ojos diminutos situados por encima y a los lados de éstos. La posición y tamaño de estos ojos les confieren una visión excelente en comparación a otros grupos de arañas, e incluso comparado con otros grupos de artrópodos su capacidad visual es excepcional.

¡Mirad qué ojos más grandes! ¿Alguien se resiste a ellos?

Ejemplar de la araña saltarina Paraphidippus auranticus (Foto de Thomas Shahan (c)).

Además de poseer una buena visión, estas arañas son capaces de saltar una distancia de hasta 50 veces su longitud, facultad por la que recibieron el adjetivo de “saltarinas”. Son sobretodo su capacidad para cubrir grandes distancias de un solo salto y su excelente visión lo que convierte a estas arañas en hábiles depredadoras, las cuales cazan a sus presas mediante la técnica del acecho sin la necesidad de construir telarañas o trampas de seda para este fin; además, algunas de sus patas anteriores tienden a ser más largas que el resto, hecho que mejora la sujeción de las presas.

Araña saltarina depredando a un ejemplar de Diaea evanida o araña rosa de las flores (Foto de James Niland en Flickr, Creative Commons).

Los individuos de esta familia de arañas suelen presentar un dimorfismo sexual muy marcado (esto es, diferencias fisionómicas notables entre machos y hembras). Los machos de las arañas saltarinas suelen tener unos apéndices bucales (o palpos) muy engrosados que utilizan durante el cortejo y la cópula, tanto para captar la atención de las hembras como para transmitirles el espermatóforo (masa o cápsula de espermatozoides) durante el apareamiento.

Macho de araña saltarina de la especie Sitticus fasciger; se aprecian los palpos engrosados (de color oscuro) (Foto de sankax en Flickr, Creative Commons).

Hembra de araña saltarina de la especie Sitticus fasciger (Foto de sankax en Fickr, Creative Commons).

Además de unos palpos más desarrollados, los machos de algunas especies de esta familia de arañas se caracterizan por presentar un opistosoma (la parte posterior del cuerpo de las arañas) colorido o con propiedades iridiscentes; algunos, incluso, reflejan las radiaciones UV procedentes del Sol, las cuales son detectadas por las hembras de su misma especie gracias a su excelente visión, tal y como apuntan estudios recientes. Las hembras, en cambio, suelen ser de colores más apagados y crípticos (aunque no siempre).

Macho (derecha) y hembra (izquierda) de Maratus mungaich. El macho presenta un “abdomen” u opistosoma muy llamativo de color azul y rojo (foto de Jurgen Otto en Flicker, Creative Commons).

Los colores llamativos de los machos captan la atención de las hembras, hecho que complementan con danzas nupciales en las que hacen vibrar el opistosoma y los palpos, mueven las patas anteriores, se desplazan en zig-zag, etc. Por lo general, estos bailes de cortejo suelen ser muy complejos.

Y UNA CURIOSIDAD…

Existen géneros de arañas saltarinas que se mimetizan con las hormigas. Este fenómeno recibe el nombre de “mirmecomofia”, esto es, término que descibre el mimetismo hacia las hormigas o los organismos que se mimetizan con ellas (mirmecomorfos).

Algunas de las especies más famosas por su enorme parecido con las hormigas son las del género Myrmarachne sp.

Ejemplar de Myrmarachne sp. (Foto de Jean and Fred en Flickr, Creative Commons).

Con este ejemplo y lo explicado anteriormente, queda patente que la familia Salticidae es un grupo ampliamente diverso a muchos niveles.

PAVOS REALES EN MINIATURA: LA ARAÑA PAVO REAL

A finales del siglo XIX, Octavius Pickard-Cambridge, reverendo y zoólogo apasionado de los arácnidos, descubrió un organismo muy peculiar: una pequeña araña de poco más de 5mm cuyos machos presentaban un opistosoma muy colorido.

Macho de Maratus volans (Foto de Jurgen Otto en Flickr, Creative Commons).

Si nos ceñimos a esta descripción, no nos alejamos demasiado de la imagen de una araña saltarina normal; pero la verdad es que estas arañas esconden un rasgo algo más llamativo: además de muy colorido, el opistosoma de los machos tiene unas expansiones o solapas laterales flexibles que se despliegan como alas por encima del prosoma (o parte anterior del cuerpo de las arañas) y que vuelven a plegar cuando finaliza su función.

Opistosoma de un macho de Maratus mungiach (1,2,3-Diferentes grados de expansión de las solapas laterales) (Artículo de Otto y Hill, 2011).

Así, debido a su opistosoma colorido y expansible, esta araña recibió el nombre de araña pavo real.

Dentro de este grupo, la más conocida es, posiblemente, Maratus volans, una de las primeras en recibir el título de “arañas pavo real”. A día de hoy se han identificado alrededor de 30 especies de arañas pavo real, cada una de las cuales presenta variaciones sutiles en la forma y coloración de su opistosoma. Todas ellas se incluyen dentro del género Maratus sp., las cuales (menos M. furvus) son endémicas de Australia. Recientemente, además, los doctores Jurgen Otto y David Hill han identificado dos nuevas especies en Queensland: Maratus jactatus y Maratus sceletus.

Macho de Maratus amabilis (Foto de Jurgen Otto en Flickr, Creative Commons).

Macho de Maratus harrisi (Foto de Jurgen Otto en Flickr, Creative Commons).

Macho de Maratus volans (Foto de Jurgen Otto en Flickr, Creative Commons).

Aunque en un primer momento se pensó que estas expansiones laterales o “alas” les permitían planear (por lo que al principio se les llamó “arañas pavo real voladoras”, de ahí el nombre de Maratus volans), estudios posteriores revelaron que su función era algo más…”romántica”. Veámoslo a continuación.

UN CORTEJO MUY PARTICULAR

Igual que los pavos reales macho cuando ven a una hembra, estas arañas australianas utilizan su opistosoma como reclamo durante el cortejo.

Durante ese proceso, los machos llevan a cabo una danza nupcial algo distinta del resto de arañas saltarinas: en primer lugar, hacen vibrar su opistosoma y sus palpos; al mismo tiempo, levantan las terceras patas por encima de la cabeza y las agitan enérgicamente atrayendo a las hembras que haya a su alrededor; por último, levantan su opistosoma verticalmente y despliegan los alerones laterales mostrando su patrón de colores. A continuación, lo hacen vibrar para mostrar su iridiscencia y se desplazan lateralmente agitando las patas, revelando una compleja danza.

Pero, como se suele decir, una imagen vale más que mil palabras (en este vídeo (realizado por Jürgen Otto) se hace una explicación muy visual del cortejo de Maratus volans):

Como habréis visto a medida que leíais el artículo, dos animales pertenecientes a grupos muy poco relacionados entre sí (pavos reales y arañas) evolutivamente han desarrollado una estrategia de cortejo bastante similar, la cual parece dar buenos resultados en ambos casos. ¡La naturaleza no deja de sorprendernos!

REFERENCIAS

• Lim M.L.M, Li D. (2005). Extreme ultraviolet sexual dimorphism in jumping spiders (Araneae: Salticidae). Biological Journal of the Linnean Society 89: 397–406.
• Otto J.C., Hill D.E. (2015). Two new peacock spiders of the calcitrans group from southern Queensland (Araneae: Salticidae: Euophryinae: Maratus). Peckhamia 121.1: 1-34.
• Otto J.C., Hill D.E. (2014). Spiders of the mungaich group from Western Australia (Araneae: Salticidae: Euophryinae: Maratus), with one new species from Cape Arid. Peckhamia 112.1: 1-35.ç
• Otto J.C., Hill D.E. (2011). An illustrated review of the known peacock spiders of the genus Maratus from Australia, with description of a new species (Araneae: Salticidae: Euophryinae).
• Salticidae, Jumping spiders.
• Two New Species of Peacock Spiders Discovered in Australia. Sci-knews.com.
• The extraordinary courtship dance of Australia’s peacock spider. The Guardian.

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La vida secreta de las abejas

Lo más seguro es que, al pensar en una abeja, venga a tu mente la imagen de una colonia de insectos bien organizada, al amparo de un panal formado por celdas de cera perfectamente delimitadas y repletas de miel.

Pero la verdad es que no todas las abejas que se conocen a día de hoy se organizan en sociedades jerarquizadas ni todas ellas fabrican miel, al contrario: la mayoría de especies del mundo desarrollan hábitos de vida solitarios totalmente contrarios a la imagen clásica de la abeja de la miel tan apreciada en apicultura.

En este artículo, trataré de resumir las distintas formas de vida observadas en las abejas con el fin de arrojar un poco de luz a este asunto.

INTRODUCCIÓN

Las abejas constituyen un grupo muy diverso de insectos dentro del orden de los Himenópteros, en el cual también encontramos a las avispas y a las hormigas. A día de hoy se conocen acerca de 20.000 especies de abejas en todo el mundo, aunque se cree que podría haber muchas más sin clasificar. Su distribución es casi planetaria, pues a excepción de la Antártida se pueden encontrar en todos los continentes del mundo y en casi todos aquellos hábitats que contengan plantas con flores.

Las abejas tienen un gran interés ecológico ya que, al margen de sus distintas formas de vida, prácticamente todas viajan de flor en flor recogiendo néctar y polen para alimentarse ellas mismas y a sus larvas, lo que a su vez propicia el fenómeno de la polinización; así, su actividad contribuye a la biodiversidad floral de la zona.

Ejemplar de Apis mellifera o abeja de la miel (Foto de Leo Oses en Flickr)

Ahora bien, aunque en general compartan el hecho de alimentarse de néctar y polen, no todas las especies de abejas viven de la misma forma.

FORMAS DE VIDA DE LAS ABEJAS

ABEJAS SOLITARIAS

La mayoría de especies de abejas a escala mundial, al contrario de lo que se suele pensar, son solitarias: nacen y se desarrollan solas, se reproducen en un momento muy concreto de su vida al encontrarse grupos de machos y hembras y, finalmente, mueren solas. Algunas viven en grupos, pero en ningún caso cooperan entre ellas.

En las formas solitarias, son las hembras quienes construyen sin ayuda de otras abejas un nido generalmente formado por una o varias celdas separadas por tabiques de diferentes materiales (barro, material vegetal masticado, hojas, etc.); posteriormente, proveen estas celdas con polen y néctar (el alimento perfecto para las larvas) para, finalmente, depositar en ellas los huevos. Estos nidos, a diferencia de las tan conocidas colmenas, suelen ser muy discretos, por lo que rara vez se reconocen a simple vista.

Nido de abeja solitaria; se aprecian los tabiques, el polen y los huevos dentro de cada celda (Foto de USDA).

El lugar donde las abejas solitarias construyen sus nidos es muy variable: bajo tierra, en el interior de hojas retorcidas o de caparazones de caracol vacíos o, incluso, dentro de cavidades preestablecidas (artificiales o construidas y abandonadas por otros animales).

Estas abejas no se desarrollan juntas en colmenas formando enjambres ni fabrican miel, los cuales, posiblemente, son los motivos principales por los que gozan de menos fama que la abeja de la miel o Apis mellifera, la cual sí vive en colmenas. La mayoría de estudios sobre abejas se centran en esta especie, dejando en segundo plano el estudio y protección de las formas de vida solitarias, aun siendo éstas las mayores contribuyentes a la polinización debido a su gran número y diversidad; algunas, incluso, son polinizadoras exclusivas de una única especie de planta, revelando una estrecha relación entre ambos organismos.

Existe una gran variedad de abejas solitarias de distinta morfología:

1) Ejemplar de Andrena sp. (Foto de kliton hysa en Flickr). 
2) Ejemplar de Xylocopa violacea, el abejorro carpintero europeo (Foto de Nora Caracci fotomie2009 a Flickr).
3) Ejemplar de Anthidium sp. (Foto de Rosa Gambóias a Flickr).

Dentro de las abejas solitarias también existen formas parásitas: abejas que se benefician a expensas de otros insectos (e incluso de otras abejas), esto es, los hospedadores, causándoles un daño. Este es el caso del género Nomada sp., cuyas especies depositan los huevos en el interior de los nidos de otras abejas; al eclosionar, las larvas parásitas se alimentan del néctar y el polen del nido que parasitan, dejando a la abeja hospedadora sin recursos. Este tipo de parasitismo en concreto se conoce como cleptoparasitismo (klepto = robar), puesto que las larvas parásitas literalmente roban el alimento de las larvas de la especie hospedadora.

Ejemplar de Nomada sp. (Foto de Domingo Roldan en Flickr)

ABEJAS PSEUDOSOCIALES

Dejamos de lado las formas solitarias y, avanzando en complejidad, encontramos las formas pseudosociales: abejas que forman grupos relativamente organizados y jerarquizados pero sin llegar al nivel de formas verdaderamente sociales, como es el caso de Apis mellifera.

Posiblemente, el ejemplo más famoso es el del abejorro (Bombus sp.). Estas abejas forman colonias en las que la o las reinas (hembras fecundadas) son los únicos ejemplares que sobreviven al invierno; el resto, muere debido al frío. Gracias a ellas, las colonias vuelven a reconstruirse a la primavera siguiente.

Ejemplar de Bombus terrestris o abejorro común  (Foto de Le pot-ager "Je suis Charlie" en Flickr).

ABEJAS EUSOCIALES

Finalmente, las abejas más evolucionadas en lo que a complejidad de su estructura social se refiere son las abejas eusociales o verdaderamente sociales. El único caso reconocido hasta la fecha es el de la abeja de la miel o Apis mellifera.

Dado que el objetivo de mi artículo era desmentir el mito de que “todas las abejas forman colonias, construyen colmenas y fabrican miel”, no ahondaré más allá del hecho que estas abejas forman complejas estructuras sociales jerarquizadas (un fenómeno muy raro, también observado en termitas y hormigas) lideradas normalmente por una única reina, construyen grandes colmenas formadas por panales de cera y producen miel, un producto de gran contenido calórico muy apreciado por el ser humano.

Ejemplares de Apis mellifera sobre un panal lleno de miel (Foto de Nicolas Vereecken en Flickr).

Como se ha visto, las abejas solitarias juegan un papel de vital importancia en términos de polinización, por lo que deberían estar mucho más protegidas. En cambio, siguen siendo las abejas de la miel quienes se llevan la mayor parte de la atención debido a los recursos directos que éstas aportan al ser humano.

REFERENCIAS

• Apuntes y memoria personales de las prácticas académicas del grado en Biología Ambiental realizadas en el curso 2013-2014 en el CREAF (Centre de Recerca Ecològica i Aplicacions Forestals). Universitat Autònoma de Barcelona.
• O’toole, C. & Raw A. (1999) Bees of the world. Ed Blandford.
• Pfiffner L., Müller A. (2014) Wild bees and pollination. Research Institute of Organic Agriculture FiBL (Switzerland).
• Solitary Bees (Hymenoptera). Royal Entomological Society: http://www.royensoc.co.uk/insect_info/what/solitary_bees.htm
• Stevens, A. (2010) Predation, Herbivory, and Parasitism. Nature Education Knowledge 3(10):36

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