Aves que engañan: El parasitismo en aves, una lucha continua por la supervivencia

Algunas aves han desarrollado una curiosa estrategia reproductiva en la que a través del engaño consiguen introducir sus huevos en nidos ajenos, para que sus pollos sean criados por madres adoptivas “obligadas” a ello. Pero ¿qué se esconde bajo este curioso comportamiento?

¿QUÉ ES EL PARASITISMO DE CRÍA Y QUÉ TIPOS PUEDEN ENCONTRARSE?

El parasitismo es un tipo de interacción biológica entre dos organismos, en la que uno de ellos (el parásito) obtiene recursos del otro (el hospedador). En el caso de las aves, el parásito obtiene beneficios de los cuidados parentales del hospedador, dando lugar a una estrategia reproductora denominada parasitismo de cría. El parasitismo de cría, aunque se ha estudiado principalmente en aves, también se da en otros grupos de vertebrados: por ejemplo en peces (Sato 1986, Baba et al. 1990) y algunos insectos como Himenópteros, Coleópteros y Heterópteros.

Parasitismo de cría – server.ege.fcen.uba.ar

Pueden diferenciarse diferentes tipos, en función de las características de cada uno:

• Parasitismo de cría facultativo: la especie parásita es capaz de criar a parte de su descendencia y además, parasitar a otros individuos. Es el caso de algunas aves del género Coccyzus (Cuculidae).
• Parasitismo de cría obligado: cuando toda las descendencia del ave parásita es criada por los hospedadores, como ocurre en el cuco común (Cuculus canorus).
• Parasitismo de cría intraespecífico: si el hospedador y el parásito son de la misma especie. Es una estrategia común en especies con pollos nidífugos y especies coloniales.
• Parasitismo de cría interespecífico: si el hospedador y el parásito son de especies diferentes.

Además, en función de la especialización del parásito en una o varias especies de hospedador, podemos diferenciar entre parásitos generalistas (parasita en gran número de especies) o especialista (sólo parasita en una o pocas especies).

¿CÓMO SURGIÓ ESTE COMPORTAMIENTO?

Todo apunta a que este tipo de comportamiento se originó con el objetivo de disminuir la inversión en reproducción (menor coste) aumentando la probabilidad de éxito (mayor beneficio), aunque esto puede no ocurrir en todos los casos.

Existen diversas hipótesis que plantean el origen del parasitismo de cría en aves:

1. La primera hipótesis plantea la posibilidad de que los parásitos sean individuos desplazados, bien que no tengan territorio o que hayan perdido su puesta, con peor calidad fenotípica, que recurren a poner sus huevos en nidos de otros individuos para obtener mayor éxito reproductivo (Sorenson 1998, Sandell y Diemer 1999).
2. Otra hipótesis sugiere que el parasitismo sea una estrategia evolutiva estable de la población, con beneficios similares a los de criar a su propia descendencia (Eadie y Fryxell 1992).
3. Por último, la tercera hipótesis considera este tipo de parasitismo como una estrategia adicional al cuidado de la progenie que podría ser utilizada por algunos individuos para disminuir la competencia en su nido, y/o disminuir el número de pollos a alimentar, sin disminuir el éxito reproductivo (Moller 1987, Jackson 1993).

¿CÓMO PUEDEN DEFENDERSE LAS AVES PARASITADAS?

Ante la amenaza que el parasitismo de cría supone para la descendencia del hospedador, éstos han aprendido a defenderse. Una de las técnicas utilizadas es la inspección, detección y eliminación de los huevos “infiltrados”.

En el caso del cuco común (Cuculus canorus) y el alzacola (Cercotrichas galactotes), el primero deposita un huevo en el nido del alzacola que nacerá antes y que eliminará todo lo que haya en el nido, monopolizando el cuidado parental.

El hospedador ha desarrollado diferentes formas de detectar y eliminar los huevos de cuco, ya que de ello depende la supervivencia de su descendencia.

Eliminación de huevos del parásito – server.ege.fcen.uba.ar

UNA LUCHA MUTUA EN CONSTANTE EVOLUCIÓN

Hay un caso particular, la estrategia del críalo (Clamator glandarius) cuando parasita a la urraca (Pica pica). El críalo deposita un huevo en el nido de la urraca y a diferencia del cuco, cuyas crías tiran del nido los huevos de los otros “hermanos”, éste no las mata directamente, sino que compite con ellas en la solicitud de alimento a los padres “adoptivos”. Sin embargo, en esta competencia el pollo de críalo presenta una ventaja y es el haber nacido entre cuatro y seis días antes que las urracas del nido, además tiene una coloración en el interior del pico muy característica para llamar la atención y ser alimentado con más frecuencia.

Urraca (Pica pica) – http://waste.ideal.es

Las urracas han desarrollado una forma de detectar el huevo “intruso” y expulsarlo para así proteger a su descendencia. Sin embargo, se ha observado que ante este comportamiento el críalo vuelve al nido y como castigo destruye toda la puesta de la urraca. Esto condicionaría de alguna manera a su víctima a aceptar la relación de “abuso”.

Huevos de críalo en nido de urraca – https://eldiariodelasaves.wordpress.com

Pollos de críalo nacen unos días antes que los de urraca – https:eldiariodelasaves.wordpress.com

Evolución de los pollos de críalo en el nido – https:eldirariodelasaves.wordpress.com

El resultado de ese enfrentamiento evolutivo es el comportamiento mafioso del críalo: o aceptas el parásito o no te reproduces, lo que lleva a una carrera coevolutiva entre ambas especies para evitar la parasitación, por un lado, y mantenerla, por otro.

Críalo europeo (Clamator glandarius) – Fveronesi1. Flickr, Creative Commons

REFERENCIAS

• Parasitismo y depredación por críalo (American Naturalist, 1995)
• Comportamientos mafiosos y evolución (Journal of Theoretical Biology, 1995.)
• Manipulación de urracas por el críalo europeo: ¿evidencia de un comportamiento mafioso?(Evolution, 1997.)
• Comportamientos mafiosos desarrollados por el parásito consiguen la aceptación de los huevos por el hospedador (PNAS, 2006)
• Foto de portada: Pollo de cuco en nido parasitado recibiendo comida de uno de los hospedadores. http://www.guaso.com/bestiario_el_cuco.htm

Parásitos zombis: una realidad de ciencia ficción

Estamos acostumbrados a ver en películas de terror, seres extraños que tienen la capacidad de controlar la mente y la voluntad de sus víctimas. Pero, ¿que tienen de reales esos seres? Existen un tipo de parásitos y parasitoides con esa capacidad. En esta entrada hablaremos sobre algunos ejemplos de estos parásitos zombis. 

INTRODUCCIÓN

El parasitismo es considerado una forma de depredación donde una de las especies implicadas (el parásito) extrae un beneficio a expensas de la otra (el hospedador). Esta relación es obligatoria, ya que los parásitos han perdido la capacidad de producir ciertas moléculas que deben obtener a costa del hospedador. Un ejemplo muy interesante es el de los parásitos zombis, que no solo acaban con la vida de su hospedador, sino que son capaces de modificar su conducta para llegar a dicho fin.

Este tipo de parásitos se pueden encontrar clasificados en diferentes grupos (protozoos, hongos, nematodos, artrópodos…). Todos tienen en común la capacidad de modificar los comportamientos y fisiología de los hospedadores para asegurar su propia reproducción. Hay diferentes mecanismos para realizar ese objetivo: inducir el suicidio del hospedador o modificar su conducta en contra de su voluntad.

ALTERACIÓN DE LA CONDUCTA

 Un ejemplo muy interesante de parásito que utiliza este mecanismo son las avispas del género Glyptapanteles sp.  Las hembras infectan a lepidópteros de la especie Thyrinteina leucocerae en su fase larval. Las larvas se transforman en orugas que crecen y se alimentan de forma normal. En las últimas etapas de desarrollo de la oruga, se liberan de su interior las pupas de la avispa (estadio de la metamorfosis entre las larvas y el adulto) que se posan justo al lado de la oruga. En ese momento, se libera una substancia endocrina que induce al hospedador a quedarse junto a las pupas para protegerlas, impidiendo cualquier movimiento voluntario por parte del lepidóptero. Este último deja de alimentarse y muere de hambre justo después de la metamorfosis de la pupa a avispa adulta.

Oruga de Thyrinteina leucocerae protegiendo un grupo de pupas de Glyptapanteles sp. (Foto: José Lino-Neto)

Otro ejemplo de avispa parasitoide muy interesante, es el caso de la especie Hymenoepimecis argyraphaga que infecta a Plesiometa argyra (una especie de araña costarriqueña). En este caso, la hembra pega al abdomen de la araña su huevo. Cuando este eclosiona, las larvas hematófagas (que se alimentan de sangre) inyectan una substancia química que induce al hospedador a crear una telaraña capaz de soportar el peso del capullo, en lugar de una telaraña destinada a atrapar insectos. A continuación, la larva se alimenta del hospedador hasta que este muere.

Diferencias entre una telaraña normal de Plesiometa argyra y una telaraña modificada. Imagen modificada de William G. Eberhard (Nature, 2000).

Los casos anteriores muestran parasitoides que acaban finalmente con la vida de su hospedador, pero existen casos donde una vez el parasitoide se libera del hospedador este puede continuar con su vida. Este es el caso de la infección de la mariquita Coccinella septempunctata por parte de una avispa de la especie Dinocampus coccinellae. La hembra de la avispa inyecta los huevos en el abdomen de la mariquita que las incuba en su interior. Cuando las larvas se han desarrollado (sin tocar ningún órgano vital de la mariquita), se liberan y forman un capullo que la mariquita protegerá. Si el hospedador consigue sobrevivir durante siete días, cuando las larvas se conviertan en adultos la mariquita se recuperará y podrá continuar con su ciclo vital.

Coccinella septempunctata protegiendo el capullo de la avispa Dinocampus coccinellae. (Foto:Gilles San Martín)

INDUCCIÓN AL SUICIDIO

Myrmeconema neotropicum es un nematodo que infecta hormigas tropicales de la especie Cephalotes atratus. Estas hormigas son completamente negras, pero al estar infectadas con el parásito, su abdomen se vuelve de color rojizo. Este cambio cromático permite a la hormiga mimetizarse con los frutos de ciertos árboles. Así pues, el objetivo del parásito es que el hospedador sea reconocido por pájaros frugívoros y se lo coman. Los pájaros son los hospedadores intermediarios, ya que gracias a sus excrementos consiguen una mayor dispersión de sus huevos. Lo interesante de este parásito es que es capaz de modificar la conducta de la hormiga y obligarla a subir a lugares más despejados y desprotegidos para ser localizada por los depredadores.

Diferencias entre el abdomen de una hormiga Cephalotes atratus normal y una infectada. (Foto: Steven Yanoviak)

Otra especie de nematodo, concretamente Spinochordodes tellinii, infecta a grillos de la especie Meconema Thalassinum (Orthoptera). Las larvas del parásito se encuentran en el agua y  son ingeridas por mosquitos (hospedador intermedio). Los mosquitos son ingeridos por los grillos y una vez en el intestino, el nematodo crece hasta triplicar el tamaño del insecto. Cuando el parasito es adulto, modifica el comportamiento del hospedador provocando que este se suicide en el agua. Así pues, el parásito queda libre en su medio para poder reproducirse.

Grillo (Meconema thalassinum) infectado por el nematodo Spinochordodes tellinii. (Foto: Alastair Rae)

El gusano plano o platelminto Leucochloridium paradoxum infecta caracoles de la especie Succinea putris. Este último ingiere las larvas del parásito que se desarrolla dentro del sistema digestivo del hospedador para dar lugar a los esporocistos (una especie de sacos que contienen en su interior miles de larvas, conocidas como redias). Los esporocistos se dirigen hacia los tentáculos de los ojos del caracol donde provocan una inflamación muy exagerada que se parece a una oruga. También inducen un cambio en el comportamiento del caracol, alejándolo de zonas resguardadas y obligándoles a exponerse en lugares donde pueden ser vistos por los pájaros. El movimiento de los tentáculos llama la atención de las aves que se comen al caracol y esparcen mediante sus excrementos las cercarias (estadio siguiente a las redias) del parásito.

Ciclo vital de Leucochloridium paradoxum de Ophiguris (2009). La segunda imagen muestra un parásito en el tentáculo del caracol (Succinea putris) imitando una oruga. (Foto de Dick Belgers)

En último lugar, pero no menos importante, destaca el hongo parásito Ophiocordyceps unilateralis que infecta hormigas tropicales de la especie (Camponotus leonardi). Las esporas del hongo llegan al interior del hospedador mediante la alimentación. Una vez en el sistema digestivo, se induce un cambio en el comportamiento de la hormiga, obligándola a subir a lugares altos donde se clava con las mandíbulas. Una vez allí, las esporas germinan atravesando el exoesqueleto de las hormigas para liberar sus estructuras reproductivas.

Hormiga infectada por Ophiocordyceps sp. Véase las estructuras reproductivas del hongo saliendo del exosqueleto del hospedador. (Foto: Alex Wild)

Hoy en día, sin embargo, la información de los mecanismos utilizados por estos parásitos zombis sigue siendo objeto de muchas investigaciones. ¿Creéis que parecen seres sacados de una película? Pues no, no se trata de ciencia ficción sino de realidad.

REFERENCIAS

• Carl Zimmer. Mindsuckers. National geographic. November 2014.
• William G. Eberhard. Spider manipulation by a wasp larva. Nature. Num 406, 255-256. Juliol 2000. ISSN: 0028-0836.
• P. Hughes et.al. Extended Phenotype: Nematodes turn ants into birds-dispersed fruits. Current Biology. Vol 17. Num 7.
• Anand Varma. Zombie parasites. National Geographic: Nat Geo Live.
• Nat Geo Live. World’s deadliest: zombie snails. 
• Imagen de Portada: Guilles San Martín.

Evolución para principiantes 2: la coevolución

Después del éxito de Evolución para principiantes, seguimos con un artículo para seguir conociendo aspectos básicos de la evolución biológica. ¿Por qué hay insectos que parecen orquídeas y viceversa? ¿Por qué gacelas y guepardos son casi igual de rápidos? ¿Por qué tu perro te entiende? En otras palabras, ¿qué es la coevolución?

¿QUÉ ES LA COEVOLUCIÓN?

Ya sabemos que es inevitable que los seres vivos establezcan relaciones de simbiosis entre ellos. Unos dependen de otros para sobrevivir, y a la vez, del acceso a elementos de su entorno como agua, luz o aire. Estas presiones mutuas entre especies hacen que evolucionen conjuntamente y según evolucione una especie, obligará a su vez a la otra a evolucionar. Veamos algunos ejemplos:

POLINIZACIÓN

El proceso más conocido de coevolución lo encontramos en la polinización. Fue de hecho el primer estudio coevolutivo (1859), a cargo de Darwin, aunque él no utilizara este término.  Los primeros en acuñarlo fueron Ehrlich y Raven (1964).

Los insectos ya existían mucho antes de la aparición de plantas con flor, pero su éxito se debió al descubrimiento de que el polen es una buena reserva de energía. A su vez, las plantas encuentran en los insectos una manera más eficaz de transportar al polen hacia otra flor. La polinización gracias al viento (anemofilia) requiere más producción de polen y una buena dosis de azar para que al menos algunas flores de la misma especie sean fecundadas. Muchas plantas han desarrollado flores que atrapan a los insectos hasta que están cubiertos de polen y los dejan escapar. Estos insectos presentan pelos en su cuerpo para permitir este proceso. A su vez algunos animales han desarrollado largos apéndices (picos de los colibríes, espiritrompas de ciertas mariposas…)  para acceder al néctar.

Polilla de Darwin (Xantophan morganii praedicta). Foto de Minden Pictures/Superstock

Es famoso el caso de la polilla de Darwin (Xanthopan morganii praedicta) del que ya hemos hablado en una ocasión. Charles Darwin, estudiando la orquídea de Navidad (Angraecum sesquipedale), observó que el néctar de la flor se encontraba a 29 cm del exterior. Intuyó que debería existir un animal con una espiritrompa de ese tamaño. Once años después, el mismo Alfred Russell Wallace le informó que había esfinges de Morgan con trompas de más de 20 cm y un tiempo más tarde se encontró en la misma zona donde Darwin había estudiado esa especie de orquídea (Madagascar). En honor de ambos se añadió el “praedicta” al nombre científico.

También existen las llamadas orquídeas abejeras, que imitan a hembras de insectos para asegurarse su polinización. Si deseas saber más sobre estas orquídeas y la de Navidad, no te pierdas este artículo de Adriel.

El murciélago Anoura fistulata y su larga lengua. Foto de Nathan Muchhala

Pero muchas plantas no sólo dependen de los insectos, también algunas aves (como los colibríes) y mamíferos (como murciélagos) son imprescindibles para su fecundación. El récord de mamífero con la lengua más larga del mundo y segundo vertebrado (por detrás del camaleón) se lo lleva un murciélago de Ecuador (Anoura fistulata); su lengua mide 8 cm (el 150% de la longitud de su cuerpo). Es el único que poliniza una planta llamada Centropogon nigricans, a pesar de la existencia de otras especies de murciélagos en el mismo hábitat de la planta. Esto plantea la pregunta si la evolución está bien definida y se da entre pares de especies o por contra es difusa y se debe a la interacción de múltiples especies.

RELACIONES DEPREDADOR-PRESA

El guepardo (Acinonyx jubatus) es el vertebrado más rápido sobre la tierra (hasta 115 km/h).  La gacela de Thomson (Eudorcas thomsonii), el segundo (hasta 80 km/h). Los guepardos tienen que ser lo suficientemente rápidos para capturar alguna gacela (pero no todas, a riesgo de desaparecer ellos mismos) y las gacelas suficientemente rápidas para escapar alguna vez y reproducirse. Sobreviven las más veloces, así que a su vez la naturaleza selecciona los guepardos más rápidos, que son los que sobreviven al poder comer. La presión de los depredadores es un factor importante que determina la supervivencia de una población y qué estrategias deberá seguir la población para sobrevivir. Así mismo, los depredadores deberán encontrar soluciones a las posibles nuevas formas de vida de sus presas para tener éxito.

Guepardo persiguiendo una gacela de Thomson en Kenya. Foto de Federico Veronesi

Lo mismo sucede con otras relaciones depredador-presa, parásito-hospedador o herbívoros-plantas, ya sea con el desarrollo de la velocidad u otras estrategias de supervivencia como venenos, pinchos…

HUMANOS Y PERROS… Y BACTERIAS

Nuestra relación con los perros, que data de tiempos prehistóricos, también es un caso de coevolución. Esto nos permite, por ejemplo, crear lazos afectivos con sólo mirarlos. Si quieres ampliar la información, de invitamos a leer este artículo pasado donde tratamos el tema de la evolución de perros y humanos en profundidad.

Otro ejemplo es la relación que hemos establecido con las bacterias de nuestro sistema digestivo, indispensables para nuestra supervivencia. O también con las patógenas: han coevolucionado con nuestros antibióticos, por lo que al usarlos indiscriminadamente, se ha favorecido la resistencia de estas especies de bacterias a los antibióticos.

IMPORTANCIA DE LA COEVOLUCIÓN

La coevolución es uno de los principales procesos responsables de la gran biodiversidad de la Tierra. Segun Thompson, es la responsable que existan millones de especies en lugar de miles.

Las interacciones que se han desarrollado con la coevolución son importantes para la conservación de las especies. En los casos donde la evolución ha sido muy estrecha entre dos especies, la extinción de una llevará a la otra casi con seguridad también a la extinción. Los humanos alteramos constantemente los ecosistemas y por lo tanto, la biodiversidad y evolución de las especies. Con sólo la disminución de una especie, afectamos muchas más. Es el caso de la nutria marina, que se alimenta de erizos.

Nutria marina (Enhydra lutris) comiendo erizos. Foto de Vancouver Aquarium

Al ser cazada por su piel, el siglo pasado los erizos aumentaron de número, arrasaron poblaciones enteras de algas (consumidoras de CO₂, uno de los responsables del calentamiento global), las focas que encontraban refugio en las algas ahora inexistentes, eran más cazadas por las orcas… la nutria es pues una especie clave para el equilibrio de ese ecosistema y del planeta, ya que ha evolucionado conjuntamente con los erizos y algas.

De las relaciones coevolutivas entre flores y animales depende la polinización de miles de especies, entre ellas muchas de interés agrícola, por lo que no hay que perder de vista la gravedad del asunto de la desaparición de un gran número de abejas y otros insectos en los últimos años. Un complejo caso de coevolución que nos afectaría directamente es la reproducción de la higuera.

EN RESUMEN

Como hemos visto, la coevolución es el cambio evolutivo entre dos o más especies que interactúan, de manera recíproca y gracias a la selección natural.

Para que haya coevolución se debe cumplir:

• Especificidad: la evolución de cada carácter de una especie se debe a presiones selectivas del carácter de la otra especie.
• Reciprocidad: los caracteres evolucionan de manera conjunta.
• Simultaneidad: los caracteres evolucionan al mismo tiempo.

REFERENCIAS

• Massa R (2007). Atlas ilustrado del origen de la vida: La evolución de las especies. Jaca Book spa, Milano.
• Muchhala N. Nectar bat stows huge tongue in its rib cage. Nature (2006) vol. 444 (7120) pp. 701-702
• Coevolución: patrones y procesos
• Celebrando a Darwin
• Los 10 mamíferos más rápidos de la tierra
• La coevolución y las enseñanzas de Darwin
• Coevolución
• Las nutrias marinas pueden salvar nuestro planeta