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.

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 olorar” amb 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.

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.

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 bé 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, 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:

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).

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).

Mimetisme animal: Ara em veus…

Què veus en la imatge? ¿Serps o erugues? Tots els animals busquen millorar la seva supervivència, i una de les formes més eficaces (així com una de les més cridaneres) consisteix en assemblar-se a elements del seu entorn, ja sigui camuflant-se o imitant diferents trets d’altres organismes. El mimetisme és un fenomen complex i sorprenent que es dóna en pràcticament tots els grups d’animals coneguts, i dins els quals actua com un motor evolutiu. Saps quines classes de mimetisme existeixen i quins animals els duen a terme? T’animes a descobrir-ho a través d’aquest article?

Mimetisme vs camuflatge (o cripsi)

El terme “mimetisme” (procedent del grec mimetikos = “imitació”) s’usava inicialment per descriure a les persones capaces d’imitar. A partir de 1851 (època en la que van sorgir moltes ciències biològiques), el seu ús s’estén a altres formes de vida.

És freqüent trobar-se el terme mimetisme com a sinònim de “camuflatge o cripsi”. Encara que són conceptes que es solapen i que sovint es barregen, en biologia es diferencien molt bé:

• Mimetisme: capacitat que un organisme té d’imitar algun aspecte d’un altre organisme (amb el que generalment no té cap mena de relació) i així obtenir algun avantatge.
• Camuflatge (o cripsi, del grec kryptos, “allò ocult”): capacitat que té un organisme de passar desapercebut al seu medi a ulls de possibles depredadors (o preses), copiant aspectes d’elements ambientals o desenvolupant una coloració disruptiva que li permeti ocultar-se.

Alguns autors consideren que el camuflatge només fa referència a la semblança morfològica d’un organisme envers elements del medi, com el substrat, les plantes o els animals sèssils (és a dir, immòbils) com esponges o coralls (com en la següent fotografia), mentre que el mimetisme aniria més enllà: l’organisme imita a un altre animal mòbil morfològica, fisiològica i / o conductualment amb l’objectiu de provocar una resposta en el receptor.

Ets capaç de veure el cavallet de mar camuflat en aquesta imatge? (Foto de Stephen Childs, CC).

En resum: l’objectiu de l’organisme que es mimetitza és enganyar els sentits dels altres animals amb els que conviu (vista, oïda, olfacte …), induint en ells una determinada conducta i obtenint un benefici a canvi.

Classes de mimetisme

Existeixen moltes formes de classificar els diferents tipus de mimetisme, però em centraré en la que els divideix segons la seva funció bàsica: mimetisme defensiu i mimetisme no defensiu.

Mimetisme defensiu

El mimetisme defensiu el desenvolupen sobretot organismes que pateixen molta depredació i la supervivència dels quals depèn fortament del fet de no ser detectats.

MIMETISME BATESIÀ

Les espècies verinoses o incomestibles solen presentar trets molt cridaners que alerten de la seva perillositat (coloració, sons); aquest fenomen rep el nom d’aposematisme (quan l’organisme té colors molt cridaners que indiquen que és verinós o incomestible, parlem de coloració aposemàtica). En el mimetisme batesià, l’organisme mimètic (que en general és inofensiu i comestible) copia els trets cridaners d’un organisme verinós o no comestible per tal de passar per una espècie perillosa i evitar que el deprededin.

A l’esquerra, serp de corall (verinosa); a la dreta, falsa corall o serp rei (no verinosa), la qual imita el patró de coloració aposemàtica de la serp de corall (Font de la imatge: oakdome.com).

 

MIMETISME MÜLLERIÀ

A vegades, en un mateix hàbitat conviuen diverses espècies verinoses o incomestibles les poblacions de les quals estan sotmeses a molta depredació. En alguns d’aquests casos, quan una d’aquestes espècies desenvolupa un tret que alerta de la seva perillositat als seus possibles depredadors, les altres la imiten i desenvolupen aquest mateix tret (a diferència del mimetisme batesià, TOTES són perilloses).

Imaginem que totes aquestes espècies acaben adquirint una coloració cridanera: quan el depredador ataqui a una de les espècies i surti malparat, associarà la coloració cridanera a la perillositat de l’animal i no atacarà a altres espècies amb la mateixa coloració. D’aquesta manera, la pressió de depredació es reparteix entre totes les espècies, ja que només que el depredador ataqui a una sola d’aquestes espècies ja no atacarà les altres.

Diferents formes geogràfiques de Heliconius Erato (fila de dalt) i formes geogràfiques de Heliconius Melpomene (fila de sota). H. Melpomene és una espècie neotropical àmpliament distribuïda i ben coneguda a causa dels patrons de coloració que presenta en les seves diferents localitzacions. Al llarg de tot el seu rang de distribució, aquesta espècie és mimetitzada per una altra espècie menys abundant, H. Erato. Totes dues tenen un gust desagradable per als depredadors (Font de la imatge: heliconius.org).

 

MIMETISME MERTENSIÀ O EMSLEYÀ

Es tracta d’un mimetisme poc freqüent (alguns pocs casos en serps). En aquest cas, una espècie perillosa adopta una tret aposemàtic (p.ex. la coloració) d’una altra espècie menys perillosa que ella. En quin aspecte pot ser-li això útil ?:

En aquest primer escenari, veiem que el depredador que es menja a l’organisme perillós mor (p.ex. per èsser verinós), de manera que la informació “aquest animal és verinós i mortal, no te’l mengis” no tindrà oportunitat de transmetre’s a la resta de la població i menys encara a les següents generacions; així, continuaran sent depredats. D’altra banda, el depredador que es menja a l’espècie menys verinosa i viu, tindrà l’oportunitat de transmetre aquesta mateixa informació a la resta de la població, de manera que deixaran de depredar-lo.

Davant d’aquesta situació, què fa l’organisme més verinós? Imitar la coloració de l’organisme menys verinós per tal que els depredadors que es mengin a aquestes espècies poc verinoses i visquin, aprenguin que tots els organismes amb aquesta mateixa coloració són perillosos.

Mimetisme no defensiu

Dins el mimetisme no defensiu, un dels més importants és el mimetisme agressiu o Peckhammià.

MIMETISME AGRESIU O PECKHAMMIÀ

A diferència del mimetisme defensiu, en aquest cas és l’organisme depredador (o paràsit) el que adopta les característiques d’una espècie poc o gens nociva (o fins i tot beneficiosa en alguns casos pel receptor), evitant ser detectats per les seves preses o hostes.

Plagiotremus rhinorhynchos (dreta), espècie mimètica agressiva de Labroides dimidiatus o peix netejador (esquerra). Plagiotremus rhinorhynchos (fam. Blènnid) imita morfològicament i conductualment als juvenils de Labroides dimidiatus (Perciforme). Molts peixos s’endinsen en els corals per tal de ser netejats de paràsits per aquests peixos; aprofitant aquesta situació, P. rhinorhynchos s’acosta a aquests peixos, modifica la seva morfologia i comportament per fer-se passar per peixos netejadors, i els propicia petits mossos per alimentar-se (Imatges: izquiera per Karelj, CC  i dreta per JennyHuang, CC).

En alguns casos, el mimetisme agressiu pot ser confós amb el camuflatge o cripsi, doncs, com ja hem comentat al principi, de vegades aquests conceptes es solapen i les seves diferències no queden gaire clares: és el cas d’algunes espècies de peixos abissals que presenten els radis de les seves aletes dorsals en forma de “esquers“. Aquests esquers de vegades imiten la forma de les seves preses, de manera que aquestes se senten atretes per ells. Alguns autors proposen que la presa seria l’organisme model mitjançant el qual el depredador hauria modificat la seva aleta dorsal.

Peix abissal en una escenda de la pel·lícula de Pixar “Buscant a Nemo” (©, 2003).

Peix abissal…una mica més real (amb el seu esquer lluminós) (Font de la imagen: http://www.bogleech.com/nature/).

Cas curiós: l’automimetisme

L’automimetisme (també conegut com a mimetisme intraespecífic) és un cas particular de mimetisme que té lloc quan, dins d’una mateixa espècie, un organisme desenvolupa alguna part del seu cos que imita a una altra part del mateix o bé quan un organisme imita algun caràcter de d’algun conspecífic. L’objectiu: obtenir algun benefici d’un altre organisme, dissuadir els depredadors o passar inadvertit a ulls de les preses.

El mussol pigmeu (Glaucidium californicum) posseeix dues taques de color fosc darrere del seu cap que imiten dos grans ulls (Imatge de Michael Durham).

El mimetisme fa que els animals…Evolucionin!

Molts fenòmens fan que els animals canviïn, però el mimetisme és un dels que fa que aquestes transformacions tinguin lloc de manera més ràpida (Vols aprendre més sobre evolució? Visita aquest article de la Mireia!).

Aquests canvis poden donar-se a més o menys velocitat. Així doncs, què passa amb els animals que mimetitzen a altres? Els organismes mimètics es troben en constant pressió selectiva per assemblar-se cada vegada més als seus models amb la finalitat de passar desapercebuts i millorar la seva supervivència, però al mateix temps els organismes imitats, els receptors, també es troben sota selecció, ja que aquests afinen la seva capacitat per discernir entre els models i els imitadors.

.            .             .

Així doncs, el mimetisme és un motor evolutiu increïble: una lluita constant entre els organismes mimètics per passar desapercebuts i dels receptors per aguditzar els seus sentits i habilitats per detectar-los.

REFERÈNCIES

• Bone Q., More R. Biology of fishes. 3a ed. Taylor & Francis.
• Campbell, N.A., Reece J. B. 2007. Biología. Ed. Médica Panamericana.
• Cheneya K.L., N. Justin M. 2009. Mimicry in coral reef fish: how accurate is this deception in terms of color and luminance?. Behavoural ecology, Oxford Journals. Vol 20. P. 459-468.
• Harper D. Online Etymology Dictionary.
• Kashyap H. V. 2001. Advanced Topics In Zoology. Ed. Orient Blackswan.
• Sarmiento O.F., Vera F., Juncosa E. J. 2000. Diccionario de ecología: paisajes, conservación y desarrollo sustentable para Latinoamérica. Ed. Abya Yala.

Font de la imatge de portada: www.yedirenkhaber.com.