Arxiu d'etiquetes: feromones insectes

Que no et piquin les xinxes!

De ben segur que en sentir aquesta expressió, més d’un haurà temut patir les picades d’aquestes petits bestioles anomenades “xinxes” a l’hora d’anar al llit. Tanmateix, ni totes les xinxes piquen, ni totes s’amaguen dins els nostres llits, ni totes són tan petites com aquests companys nocturns.

Què són realment les xinxes? Totes són perjudicials? On es troben? Descobreix la seva diversitat en aquest article, i oblida’t d’una vegada per totes de la seva mala fama!

Què són?

En referir-se a les xinxes, sovint la gent no és conscient de la gran diversitat que amaguen aquests organismes, la qual va més enllà d’aquells petits insectes que ens piquen mentre dormim. Les xinxes pertanyen al subordre dels Heteroptera, un taxó de distribució cosmopolita que inclou més de 40.000 espècies a nivell mundial; de fet, constitueixen el grup d’insectes més gran amb metamorfosi senzilla. El seu fòssil més antic, Paraknightia magnífica, data del Permià superior a Austràlia (260-251 MA).

Aquest subordre es classifica dins l’ordre dels Hemiptera juntament amb altres subordres antigament agrupats en un de sol (“Homoptera”), el qual incloïa organismes tan coneguts com les cigales (Cicadidae) o els pugons (Aphididae).

Com els reconeixem?

Els heteròpters presenten un ampli ventall de formes i mides, oscil·lant entre un mil·límetre i diversos centímetres. Els membres més petits pertanyen a les famílies Anthocoridae, Microphysidae, Ceratocombidae, Dipsocoridae, Aepophilidae i Leptopodidae, molt poc visibles a ull nu. Entre els membres més grans trobem algunes espècies de la família Belostomatidae, com Lethocerus indicus amb els seus 6.5-8cm de longitud.

Tot i això, constitueixen un grup monofilètic amb, com a mínim, tres caràcters morfològics únics o sinapomorfies:

  1. Peces bucals de tipus picador-xuclador, allargades en forma d’estilet.

    Peces bucals del depredador Arilus cristatus (Reduviidae). Imatge propietat de John Flannery en Flicker (CC 2.0).
  2. Glàndules odoríferes parells.
  3. Antenes amb 4 segments.

A més a més, les seves ales anteriors o hemièlitres es divideixen en dues regions fàcilment diferenciables: un basal endurida i una distal membranosa, fet que es considera un caràcter derivat. Per aquest motiu van rebre el nom d’Heteroptera (del grec “hetero”, diferent; “-pteron“, ala).

Pentatomidae. La part superior de les ales anteriors es troba endurida, mentre que la distal és membranosa. Imatge propietat de Mick Talbot en Flickr (CC 2.0).

Ecologia

Cicle de vida

Els heteròpters duen a terme una metamorfosi senzilla, de manera que juvenils i adults quasi no presenten diferències i conviuen en el mateix hàbitat. Després de sortir de l’ou, els juvenils o nimfes experimenten diverses mudes successives, augmentant la seva mida. Finalment, després d’una darrera muda coneguda com a muda imaginal, assoleixen la fase adulta o imago.

Desenvolupament dels heteròpters. Imatge propietat de Encyclopedia Britannica, Inc. (link).

Els adults es diferencien de les nimfes per presentar ales, una nova disposició de les obertures de les glàndules odoríferes, un nombre diferent de segments tarsals (potes) i antenals, ocels, ornamentació (espines i pèls glandulars), trets sexuals en els segments terminals de l’abdomen i, a vegades, en el patró de coloració, a més d’assolir una major mida i consistència del tegument o exosquelet.

Nimfa de Nezara viridula (Pentatomidae), a la qual encara li manquen les ales. Imatge propietat de S. Rae en Flickr (CC 2.0)

Comunicació i defensa

Els individus d’una mateixa espècie es comuniquen principalment mitjançant l’emissió de feromones volàtils que emeten a través de les glàndules odoríferes, gràcies a les quals poden agrupar-se (feromones d’agregació) o reunir-se per a la reproducció (feromones sexuals). També s’han citat casos d’espècies que emeten sons per estridulació, és a dir, fregant dues parts del cos entre sí com fan, per exemple, les cigales.

Els heteròpters també presenten mecanismes defensius actius i passius:

  • Entre els mètodes passius es troben les característiques del propi cos (per exemple, estructures llises, arrodonides, que dificulten la captura per depredadors), la inactivitat (no moure’s per passar desapercebut) i la cripsi o el mimetisme. Dins de les cripsis o mimetismes, destaquen 1) la mimesi de color (homocromia), per exemple, amb la vegetació, 2) la mimesi de forma (homotípia), mitjançant la qual es confonen amb estructures del seu entorn, ja siguin vegetals o altres animals (per exemple, imitant formigues en el cas d’espècies mirmecomorfes, un tipus de mimetisme batesià) i 3) la disrupció de la silueta mitjançant formes que dificulten marcar els límits de l’individu amb el seu entorn.

Leptoglossus occidentalis (Coreidae), amb les seves tíbies posteriors aplanades imitant fulles. Imatge propietat de Giancarlodessi (CC 3.0).

Myrmecoris gracilis (Miridae), un clar exemple de mirmecomorfia. Imatge propietat de Michael F. Schönitzer (CC 4.0).

  • Entre els mètodes actius, destaquen 1) la fugida, 2) les picades, 3) el despreniment d’apèndixs per confondre els depredadors i 4) l’emissió de substàncies pudents o irritants a través de les glàndules odoríferes; en molts casos, adquireixen aquestes substàncies irritants o tòxiques a través de les plantes que ingereixen. També n’hi ha que emeten sons intimidatoris mitjançant estridulació.

Formes de vida i diversitat

Si bé gairebé tothom coneix a les xinxes per la seva alimentació basada en la ingesta de sang, aquesta no és ni de bon tros la seva única forma de vida.

  • Terrestres

La majoria d’heteròpters viu en ambients terrestres, sobre plantes o a terra, podent ser totalment fitòfags (dieta basada en fluids vegetals) o depredadors d’altres insectes que es mouen entre la vegetació, els quals a més poden ingerir líquids vegetals per complementar la seva dieta. També n’hi ha que viuen sota l’escorça alimentant-se de fongs, o a terra nodrint-se d’arrels. Alguns exemples de famílies terrestres fitòfagues són Pentatomidae i Coreidae; entre les xinxes depredadores, les quals utilitzen el seu estilet per inocular agents proteolítics a les seves preses, dissoldre-les i succionar el seu contingut, trobem molts representants de la família Reduviidae.

  • Aquàtics i semiaquàtics

Hi ha una gran diversitat de formes aquàtiques o semiaquàtiques depredadores i fitòfagues, les quals presenten adaptacions per viure en aquests ambients, com la presència de pèls hidròfugs (repel·leixen l’aigua). La majoria viu en llacs i rius, ja sigui únicament en la seva superfície (semiaquàtics) o submergits.

Les espècies semiaquàtiques solen presentar potes i antenes llargues que, juntament amb els pèls hidròfugs, els ajuden a sostenir-se sobre l’aigua; un exemple conegut de xinxes semiaquàtiques són els sabaters (família Gerridae), abundants a Europa.

Sabater (Gerris sp.). Imatge propietat de Webrunner (CC 3.0)

En canvi, les espècies aquàtiques solen presentar algun parell de potes transformat en paletes natatòries; en són un bon exemple els notonèctids (família Notonectidae), els quals presenten l’últim parell de potes aplanades i amb franges de pèls per augmentar la seva superfície.

Notonecta sp. (Notonectidae). Imatge propietat de Jane Burton/Bruce Coleman Ltd. (link).

Els heteròpters aquàtics necessiten l’aire per respirar, per la qual cosa realitzen ascensos periòdics a la superfície per captar oxigen. En aquest sentit presenten múltiples estratègies, com absorbir aire directament cap al seu sistema respiratori o traqueal mitjançant un sifó (família Nepidae) o capturar bombolles d’aire mitjançant els pèls hidròfugs (família Notonectidae). D’altres, simplement, queden envoltats d’una fina pel·lícula d’aire en sortir de l’aigua (plàstron) gràcies als pèls hidròfugs.

  • Hematòfags

També hi ha heteròpters que s’alimenten de sang com a paràsits d’aus i mamífers, podent ser potencials vectors de malalties. Aquest és el cas dels Cimicidae (com Cimex lectularius, la xinxa dels llits que dóna fama al grup) i alguns grups de Reduviidae, com la subfamília Triatominae, agents vectors de la malaltia de Chagas a Centre i Sud-amèrica principalment (sent Triatoma infestans el seu principal vector).

Nimfa de Cimex lectularius o xinxe dels llits. Imatge de domini públic.

Triatoma sp. (Triatominae). Imatge propietat de Bramadi Arya (CC 4.0).

Interès científic

Els heteròpters són interessants per diversos motius:

  • Contribueixen a regular les poblacions d’algunes plagues d’insectes en boscos i conreus, sent un element essencial en el control integrat de plagues. És el cas d’alguns heteròpters depredadors de les famílies Reduviidae, Anthocoridae, Miridae, Nabidae i Geocoridae. No obstant això, alguns heteròpters fitòfags també poden esdevenir plagues.
  • Han estat un model científic per estudiar la fisiologia dels insectes.
  • Formen una part important de la dieta humana en alguns països, sent especialment consumits els pentatòmids. També són molt apreciats a Àsia alguns heteròpters aquàtics, com Lethocerus sp. (Belostomatidae) a Vietnam i Tailàndia.

Lethocerus sp. Imatge propietat de Judy Gallagher a Flickr (CC 2.0).

  • Són vectors de malalties o causants de malestar. El cas més clàssic és la xinxa dels llits (Cimex lectularius), la qual ha esdevingut una plaga freqüent en regions temperades; alguns cimícids també resulten perjudicials per a les aus de corral. D’altra banda, i especialment a Amèrica, els redúvids de la subfamília Triatominae són agents vectors de malalties (com la malaltia de Chagas causada pel protozou Trypanosoma cruzi).

.                .                 .

Tots els organismes tenen alguna funció o utilitat, tan sols cal investigar una mica per esbrinar-ho. Incloses les xinxes!

Referències

Foto de portada propietat de Pavel Kirillov a Flickr, amb llicència Creative Commons 2.0. (link).

Com es comuniquen els insectes?

Com saben les formigues quins camins han de seguir? Quins sistemes fan servir els mascles i les femelles d’algunes espècies d’arnes localitzades a quilòmetres de distància per reunir-se? Els insectes, com els humans, han desenvolupat nombrosos llenguatges i sistemes de comunicació al llarg de l’evolució.

Vols saber com i per a què es comuniquen els insectes a través dels sentits? Segueix llegint!

El llenguatge dels insectes

La comunicació es defineix com un intercanvi d’informació entre dos o més individus: els que emeten el missatge (emissors) i els que reben, processen i interpreten aquest missatge (receptors). Mentre que en l’ésser humà la comunicació passa per un llarg procés d’aprenentatge, en els insectes es tracta generalment d’un fenomen innat: cada individu neix amb un vocabulari distintiu que comparteix només amb els membres de la seva pròpia espècie.

D’altra banda, estem molt acostumats que la comunicació sigui un procés obvi (l’emissor dóna el “Bon dia” i el receptor li contesta amb un “Igualment”); en els insectes, així com en molts altres animals, la comunicació pot tenir lloc de manera que no sigui fàcil apreciar quan té lloc l’intercanvi d’informació.

Per tant, en aquest cas seria més correcte dir que la comunicació és una acció o condició d’una part de l’organisme que altera el comportament d’un altre organisme. Què vol dir això? Que l’insecte emissor envia un senyal a la resta d’organismes duent a terme alguna acció (p.ex. senyal acústic) o bé mitjançant el desenvolupament d’algun tret físic que informi d’alguna cosa a la resta d’individus (p.ex. coloració de les ales), amb la finalitat d’induir alguna resposta o canvi en els receptors que beneficiï a una o ambdues parts.

Per què es comuniquen els insectes?

Els insectes es comuniquen tant entre organismes de la mateixa espècie (comunicació intraespecífica) com directa o indirectament amb organismes d’altres espècies (comunicació interespecífica) per diversos motius:

  • Un dels principals motius és la reproducció: cerca de parella, festeig, etc.
  • Per identificar membres de la mateixa espècie i advertir de la pròpia presència a altres organismes (de la mateixa espècie o no).
  • Per indicar la localització de fonts de recursos: menjar, llocs de nidificació, etc.
  • Com a senyal d’alarma davant possibles perills.
  • Per defensar el territori.
  • Com a sistema de camuflatge o mimetisme (Vols saber més sobre el mimetisme animal? Fes click aquí!).

El llenguatge a través dels sentits

Els insectes utilitzen pràcticament tots els sentits per comunicar-se entre ells. Al llarg d’aquest apartat, analitzarem un a un els diferents sistemes de comunicació que els insectes desenvolupen mitjançant els sentits, així com alguns dels exemples més cridaners.

Comunicació tàctil: “tacte”

La comunicació tàctil equivaldria al sentit del tacte en els vertebrats. Encara que el sistema nerviós dels insectes no està tan desenvolupat, la comunicació tàctil es basa en el mateix principi: hi ha d’haver algun tipus de contacte físic entre l’emissor i el receptor del missatge (ja sigui de manera directa o indirecta).

  • “Tandem running”: Seguim al líder!

Des de fa ja molts anys que sabem que les formigues caminen en fila gràcies al fet que algunes deixen rere seu un rastre químic que la resta d’individus segueix per no perdre’s. Però, a part d’emetre senyals químics, algunes estableixen contacte físic amb la que camina immediatament per davant d’elles per poder seguir el camí. A més, els científics van descobrir que les formigues que van per davant ensenyen a les que van just al darrere que han de seguir-les mitjançant un contacte antenal previ. Alhora, si la que va per davant deixa de notar el contacte de les antenes de la formiga que la segueix, es girarà per guiar-la de nou.

tandem running
Passos del “tandem running” en les formigues (els quals s’han observat també en algunes espècies de tèrmits). Font de la imatge: veure link.

En aquest vídeo del canal de Stephen Pratt podem veure com dues formigues duen a terme aquest contacte en tàndem:

  • Abelles ballarines
L’abella de la mel (Apis mellifera) realitza balls per indicar als altres membres de la colònia on hi ha nèctar (direcció i distància) i si aquest és de bona qualitat. Aquests balls es realitzen a l’interior del rusc, pel que tenen lloc en completa foscor. I us preguntareu: per què ballen si ningú pot veure-les? Perquè la vista és indiferent en aquest cas per transmetre la informació: allò que detecten la resta de membres no són els moviments en sí, sinó les vibracions que l’abella ballarina transmet en moure’s dins del rusc.
Mira com ballen les abelles de la mel en aquest vídeo del canal de Ilse Knatz Ortabasi!:

Comunicació química: “olfacte i gust”

La comunicació química és, probablement, la forma més estesa de comunicació entre els insectes. En aquest tipus de comunicació, l’emissor llança substàncies químiques al medi que són detectades per altres organismes. Es produeixen substàncies químiques de molts tipus diferents i amb objectius molt variats: feromones (per buscar parella), al·leloquímics (com a senyals d’alarma, sistema defensiu, repel·lents ), etc.

I com les detecten? Mitjançant receptors més o menys especialitzats localitzats en les antenes, les potes, etc. (Poden “assaborir i oloraramb moltes parts del seu cos!).

  • L’amor et dóna ales…i feromones!

Les femelles d’algunes espècies d’arnes emeten feromones que poden ser detectades fins i tot per mascles situats a quilòmetres de distància. Aquest és el cas de les femelles del petit paó de nit (Saturnia pavonia), les quals atreuen als mascles situats a distàncies de fins a 16km.

Emperor-moth-pair-with-male-above-and-female-below
Mascle (adalt) i femella (abaix) de Saturnia pavonia. Imatge de Stephen Dalton ©.

  • La teva olor et delata!

La comunicació pot donar-se entre organismes de la mateixa o de diferents espècies. Euclytia flava, un parasitoide de les xinxes (aprèn més sobre parasitoides aquí), detecta els seus hostes per la seva “olor”: més concretament, per les substàncies químiques que aquests emeten (aquest tipus de substàncies emeses que beneficien al receptor però no a l’emissor es coneixen com a kairomones).

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

Comunicació auditiva: “l’oïda”

Els insectes emeten sons molt variats amb diferent freqüència, amplitud i periodicitat, i cada espècie presenta uns patrons molt ben definits. De fet, únicament mitjançant el registre de sons i la seva posterior anàlisi, podríem arribar a identificar l’espècie que l’ha emès.

Mentre que l’ésser humà és capaç de detectar sons en un rang de 20-20.000Hz, els insectes poden emetre i detectar sons per sobre d’aquest rang (alguns saltamartins produeixen sons ultrasònics per sobre dels 80.000Hz).

  • La música de l’estiu

Les cigales són sorprenents per molts motius: passen més de 17 anys en estadi de nimfa sota terra fins que emergeixen en la seva forma adulta i, a més, emeten un gran ventall de cants diferents a l’alba i al capvespre durant els mesos d’estiu. Aquests sons són emesos per un aparell estridulatori situat a l’abdomen i són captats per l’organisme receptor mitjançant uns òrgans auditius situats a les potes o al tòrax.

Escolta com canta una cigala en aquest vídeo del canal de Youtube Dangerous insects planet . Veus com vibra el seu abdomen?

Algunes cigales són capaces d’emetre sons que excedeixen els 120 decibels (s’aproximen al llindar de dolor de l’oïda humana!). Algunes espècies petites, en canvi, emeten sons a freqüències tan elevades que no poden ser detectades pels humans, però que resulten doloroses per a altres animals.

Els sons de les cigales tenen diversos objectius, tot i que els fan servir sobretot per buscar parella i delimitar el seu territori.

  • “Sóc tot antenes”

Diversos estudis avalen que els mascles de diverses espècies de mosquits presenten una major sensibilitat en les seves antenes davant les vibracions emeses per la batuda de les ales de les femelles que són transmeses per l’aire.

deaa508d2de52c63b974487ba1896374
Imatge de microscòpia electrònica de rastreig en la qual s’aprecien els pèls de les antenes d’un mascle de mosquit; aquests pèls augmenten la sensibilitat a les vibracions (Aquesta imatge ha estat presa amb EVO® MA10; imatge de ZEISS Microscopy, CC).

Comunicació visual: “vista”

La comunicació visual en els insectes es dóna, bàsicament, per mitjà de dos sistemes: el desenvolupament de patrons de coloració i l’emissió de llum (bioluminescència).

Cada espècie presenta uns patrons de color concrets, fet que pot ser útil per reconèixer els conspecífics; però també per atraure una parella o per alertar a un altre organisme de la seva perillositat (mimetisme aposemàtic; veure més aquí) o espantar possibles depredadors. D’altra banda, també hi ha espècies que emeten senyals lumíniques per atraure altres congèneres (cas típic de les cuques de llum o escarabats de la família dels lampírids).

  • Ulls…o taques?

Caligo memnon
Caligo Memnon, amb les seves taques que recorden als ulls d’un mussol i les quals els serveixen per espantar els depredadors (Imatge d’Edwin Dalorzo, CC).

  • Llums nocturnes

Les cuques de llum són el cas més típic de comunicació mitjançant senyals bioluminescents, però hi ha més insectes capaços d’emetre llum:

pyrophorus-noctilucus-glowing-click-beetle
L’escarabat clic (Pyrophorus Noctilucus) presenta dos petits òrgans bioluminescents a la part posterior del cap. La llum augmenta en intensitat quan se senten amenaçats (Font de la imatge: firefly.org).

oruga luz
Les larves o femelles adultes larviformes del gènere d’escarabat Phrixothrix emeten dos tipus de llum: verda i vermella (aquesta última mitjançant uns òrgans situats al cap). La llum vermella és emesa quan l’animal és amenaçat o resulta ferit, probablement per alertar a la resta de la presència de depredadors (font de la imatge: firefly.org).

.            .            .

Com veieu, els insectes es comuniquen de moltes maneres diferents. T’animes a descobrir com es comuniquen els insectes que viuen a prop teu?

Referències

  • 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

Imatge de portada per Radim Shreider © (National Geographic Photo Contest 2012).

Difusió-català