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Insectos cada vez más pequeños: el fenómeno de la miniaturización

Según apuntan algunos estudios, los organismos multicelulares tienden a hacerse cada vez más pequeños. Este proceso, conocido como miniaturización, es una de las principales tendencias evolutivas de los insectos. La miniaturización es un motor para la diversidad y las innovaciones evolutivas; sin embargo, también conlleva ciertas limitaciones.

En este artículo, te explicamos en qué consiste este fenómeno y te presentamos algunos de los casos más extremos de miniaturización entre los insectos.

¿Por qué los animales son cada vez más pequeños?

Desde hace años, múltiples estudios apuntan que entre los animales multicelulares (todos aquellos compuestos por más de una célula) existe una tendencia bastante extendida a la miniaturización.

La miniaturización es el proceso evolutivo encaminado a la adquisición de cuerpos extremadamente pequeños. El fenómeno de la miniaturización se ha observado en grupos animales muy diversos, por ejemplo:

  • Musarañas (Soricomorpha: Soricidae), mamíferos.
  • Colibríes (Apodiformes: Trochilidae), aves.
  • Diversos grupos de insectos y de arácnidos.

Para saber más sobre insectos gigantes, puedes leer “¡El tamaño sí que importa (para los insectos)!

A lo largo de la evolución, la diversificación y los fenómenos de especiación han dado lugar a innumerables nuevas especies, todas compitiendo por un espacio y unos nichos ecológicos cada vez más limitados. Esta situación es si cabe más extrema en las regiones tropicales, donde las tasas de diversificación son increíblemente altas.

Aprende más sobre el concepto de nicho ecológico leyendo “El espacio vital de los seres vivos“.

Ante una necesidad cada vez mayor de recursos y espacio, la evolución ha dado lugar a fenómenos tan curiosos como la miniaturización: al hacerse más pequeños, los organismos (ya sean de vida libre o parásitos) pueden acceder a nuevos nichos ecológicos hasta el momento no explotados, adquirir nuevas fuentes de alimento y evitar la depredación.

Si bien existen diversos grupos de animales que tienden a la miniaturización, este fenómeno se manifiesta en mayor proporción entre los artrópodos, siendo una de sus tendencias evolutivas más significativas. Por otro lado, los artrópodos ostentan el récord a presentar algunos de los animales multicelulares más pequeños conocidos hasta la fecha; algunos, incluso tan pequeños como… ¡una ameba!

El Récord Guinness de los insectos más pequeños del mundo

Los artrópodos más pequeños de los que se tiene constancia pertenecen a la subclase de crustáceos Tantulocarida, conocidos por ser ectoparásitos de otros crustáceos de mayor tamaño, como copépodos o anfípodos. La especie Tantulacus dieteri es considerada hasta la fecha la especie de artrópodo más pequeña del mundo, con tan solo 85 micrómetros (0,085 milímetros), mucho más pequeño que algunos seres unicelulares.

Sin embargo, los insectos no se quedan atrás.

Mymaridae

Los mimáridos son una familia de avispas de la superfamilia Chalcidoidea propias de regiones templadas y tropicales. Los adultos, usualmente de 0,5 a 1 milímetro de longitud, viven como parásitos de huevos de otros insectos (p. ej. chinches). Debido a su estilo de vida, se los considera de gran importancia en el control biológico de plagas. Además, se encuentran entre los insectos más pequeños del mundo.

Actualmente, el récord al insecto más pequeño del mundo lo ostentan los machos adultos ápteros (sin alas) de la especie de mimárido Dicopomorpha echmepterygis, de Costa Rica, con un tamaño mínimo registrado de 0,139 milímetros. Además de no presentar alas, tampoco tienen ojos ni piezas bucales, y sus patas terminan en una especie de ventosas que les permiten adherirse a las hembras (más grandes y aladas) el tiempo suficiente para fecundarlas. ¡Son más pequeños que un paramecio, un organismo unicelular!

Puedes leer “Microbiología básica (I): el mundo invisible” para saber más sobre organismos unicelulares.

Macho de D. echmepterygis; sin ojos ni piezas bucales, el macho de esta especie vive adherido a una hembra. Link.

No conformes con ostentar este récord, los mimáridos también incluyen el insecto volador más pequeño del mundo: la especie Kikiki huna de Hawaii, con un tamaño aproximado de 0,15 milímetros.

Trichogrammatidae

Igual que los mimáridos, los tricogrammátidos son pequeñas avispas calcidoideas parásitas de huevos de otros insectos, especialmente de lepidópteros (mariposas y polillas). Los adultos de la mayoría de las especies miden menos de 1 milímetro y se distribuyen mundialmente. Los machos de algunas especies son ápteros y se aparean con sus hermanas dentro de los huevos parasitados donde nacen, muriendo poco después sin siquiera abandonar dicho espacio.

El género Megaphragma contiene dos de los insectos más pequeños del mundo después de los mimáridos: Megaphragma caribea (0,17 milímetros) y Megaphragma mymaripenne (0,2 milímetros), de Hawaii.

A) M. mymaripenne; B) Paramecium caudatum. Link.

Los tricogrammátidos presentan uno de los sistemas nerviosos más pequeños conocidos, y el de la especie M. mymaripenne es, hasta la fecha, uno de los más reducidos y especiales del mundo animal: está formado por tan sólo 7400 neuronas sin núcleo, un hecho único hasta la fecha. Durante la fase de pupa, esta especie desarrolla neuronas con núcleos plenamente funcionales que sintetizan proteínas suficientes para toda la etapa adulta del insecto. Al alcanzar la fase adulta, las neuronas pierden el núcleo y se vuelven más pequeñas, lo que ahorra mucho espacio.

Ptiliidae

Los ptílidos son una familia cosmopolita de pequeños escarabajos caracterizada por incluir los insectos no parásitos más pequeños del mundo, pertenecientes a los géneros Nanosella y Scydosella.

Los huevos de los ptílidos son muy grandes en comparación con el tamaño de las hembras adultas, por lo que éstas sólo desarrollan y ponen un único huevo cada vez. Por otro lado, muchas especies experimentan partenogénesis.

Conoce el fenómeno de la partenogénesis leyendo “Inmaculada Concepción… en reptiles e insectos“.

Actualmente, la especie de escarabajo más pequeña conocida y, por consiguiente, la especie de insecto no parásito (de vida libre) más pequeña del mundo, es Scydosella musawasensis (0,3 milímetros), citada de Nicaragua y Colombia.

Scydosella musawasensis. Link (imagen original: Polilov, A (2015) How small is the smallest? New record and remeasuring of Scydosella musawasensis Hall, 1999 (Coleoptera, Ptiliidae), the smallest known free-living insect).

Consecuencias de la miniaturización

La miniaturización conlleva toda una serie de modificaciones anatómicas y fisiológicas, generalmente encaminadas a la simplificación de estructuras. Según Gorodkov (1984), el límite de la miniaturización se encontraba en 1 milímetro, por debajo del cual se producirían grandes simplificaciones que harían inviable la vida multicelular.

Si bien esta simplificación ocurre en ciertos grupos de invertebrados, los insectos han demostrado sobradamente que pueden superar este umbral sin demasiados signos de simplificación (conservando un gran número de células y presentando una mayor complejidad anatómica que otros organismos de tamaño similar), e incluso dar lugar a estructuras novedosas (como el caso de las neuronas sin núcleo de M. mymaripenne).

Aunque los insectos llevan muy bien esto de la miniaturización, hacerse tan pequeño no siempre sale gratis:

  • Simplificación o pérdida de ciertas funciones fisiológicas: pérdida de alas (y, consecuentemente, de la capacidad de vuelo), patas (o modificaciones extremas de las mismas), aparato bucal, órganos sensoriales.
  • Cambios considerables en los efectos asociados a ciertas fuerzas físicas o a parámetros ambientales: fuerzas capilares, viscosidad del aire o tasa de difusión, todos ellos asociados a la reducción extrema de los sistemas circulatorio y traqueal (o respiratorio). Es decir, ser más pequeño altera los movimientos internos de gases y líquidos.

Entonces, ¿la miniaturización tiene límite?

La respuesta es . Aunque los insectos se resisten a él.

Existen varias hipótesis al respecto, cada una con un órgano distinto como elemento limitante. De todos ellos, el sistema nervioso y el reproductivo, además de los órganos sensoriales, son bastante intolerantes a la miniaturización; deben ser lo suficientemente grandes para que sean funcionales. Por debajo de un tamaño crítico, sus funciones se verían comprometidas y, con ellas, la vida multicelular.

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La vida animal multicelular parece no tener freno a la hora de reducirse. ¿Encontraremos algún insecto aún más pequeño? Las investigaciones lo dirán.

Imagen de portada: link.

Paràsits zombis: una realitat de ciència ficció

Moltes pel·lícules es basen en éssers estranys que controlen la ment i la voluntat de les seves víctimes. Per molt sorprenent que pareixi, hi un tipus de paràsits (i parasitoides) que comparteixen aquesta capacitat amb els éssers ficticis. En aquesta entrada parlarem sobre alguns exemples d’aquests paràsits zombis. 

INTRODUCCIÓ

El parasitisme és una forma de depredació on una de les espècies (el paràsit) extreu un benefici d’un altre organisme (l’hostatger) que no rep cap tipus de benefici. Aquesta és una relació obligatòria  (el paràsit no pot sobreviure fora l’hostatger), ja que els paràsits han perdut la capacitat de produir certes molècules que obtenen dels hostes. Un dels exemples més interessants de parasitisme són els coneguts com a paràsits zombis. Aquests no solament provoquen la mort a la seva víctima, sinó que són capaços de controlar els seus moviments i conductes per dur a terme aquest propòsit.

Els paràsits zombis pertanyen a diferents grups (protozous, fongs, nematodes, artròpodes…) però tots tenen en comú la modificació del comportament i fisiologia del seu hostatger per assegurar la seva reproducció. En certs casos, s’indueix a l’hostatger a suïcidar-se de diferents formes i en altres, com en el cas dels parasitoides provoquen que el seu hostatger realitzi alguna acció en contra de la seva voluntat.

MODIFICACIÓ DE LA CONDUCTA

Les vespes parasitoides del gènere Glyptapanteles sp. són un exemple clar de modificació de la conducta. En aquest cas, les femelles infecten a larves de Thyrinteina leucocerae (un lepidòpter) en les seves primeres fases de desenvolupament. Les erugues creixen normalment, però en les darreres etapes alliberen les pupes (fase de la metamorfosi entre les larves i l’adult d’alguns insectes) a les branques properes. Un cop s’ha alliberat, l’eruga canvia per complet el seu comportament, a causa d’una modificació endocrina que han provocat els parasitoides abans d’abandonar l’hoste. L’eruga deixa d’alimentar-se i no es separa mai de les pupes per protegir-les de qualsevol perill. Un cop l’adult emergeix de la pupa, l’eruga mor al cap de poc temps d’esgotament i fam.

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Eruga de Thyrinteina leucocerae protegint les pupes de Glyptapanteles sp. (Foto: José Lino-Neto)

 

Un altre exemple interessant és la infecció d’aranyes de l’espècie Plesiometa Argyra per part d’una espècie de vespa parasitoide (Hymenoepimecis argyraphaga). Aquest himenòpter aferra a l’abdomen de la seva víctima els seus ous. Després de descloure, les larves (que s’alimenten de la sang de l’aranya) injecten una substància química a l’aranya que l’obliga a crear una teranyina molt diferent de les que sol crear, ja que està destinada a suportar el capoll i no a la captura d’insectes. A continuació la larva s’alimenta de la sang de l’aranya fins que aquesta mor.

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Diferències entre una teranyina normal de Plesiometa Argyra  i una teranyina d’una aranya infectada. Fotografia modificada de William G. Eberhard (Nature, 2000).

 

En els darrers exemples hem vist que els parasitoids acaben amb la vida del seu hostatger després de modificar la seva conducta, però existeix una espècie de vespa pararasitoide (Dinocampus coccinellae) que infecta marietes de l’espècie Coccinella septempunctata. La vespa injecta els ous a l’abdomen de la marieta i aquesta els incuba al seu interior. Un cop s’ha desenvolupat la larva, aquesta surt del cos de l’hostatger i forma un capoll que protegirà la marieta. Si aquesta és capaç de sobreviure set dies (mentre es desenvolupa la vespa adulta) quedarà lliure, és a dir, podrà retornar a la seva vida normal i reproduir-se.

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Marieta (Coccinella septempunctata) protegint un capoll de la vespa (Dinocampus coccinellae). (Foto: Gilles San Martín)

INDUCCIÓ AL SUÏCIDI

El nematode Myrmeconema neotropicum infecta les formigues tropicals de l’espècie Cephalotes atratus. Aquestes formigues tenen l’abdomen completament negre, però quan són infectades per aquest nematode el seu abdomen es torna de color vermell. Aquest canvi cromàtic provoca que la formiga es mimetitzi amb els fruits, fet que augmenta la probabilitat de ser capturat per un ocell frugívor (que s’alimenta de fruits). Aquests són un hostatger intermediari que ajuda a la dispersió dels nematodes a través dels seus excrements.

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Diferències entre una formiga Cephalotes atratus normal i una formiga infectada. (Foto: Steven Yanoviak)

 

Una altra espècie de nematode (Spinochordodes tellinii) infecta l’espècie de grills Meconema thalassinum (Orthoptera). Les larves del nematode es troben a l’aigua, on són ingerides per mosquits. Aquests són hostatgers intermedis que alliberen les larves del paràsit (que no són digerits sinó que creixen a l’interior de l’intestí de l’hostatger final). S’alimenta dels nutrients que ingereix el grill i creix fins a arribar a triplicar la mida de l’hostatger final. Quan el paràsit és adult, modifica el comportament de l’insecte i provoca que aquest vagi cap a una zona amb aigua, on es suïcida per alliberar al paràsit al medi aquàtic on es reprodueix.

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Imatge d’un nematode Spinochordodes tellinii paràsit dels grills (Meconema thalassinum). (Foto: Alastair Rae)

Un altre exemple molt interessant és el del cuc pla o platihelmint Leucochloridium paradoxum. Aquest platihelmint infecta caragols de l’espècie Succinea putris, a través del sistema digestiu (el caragol es menja les larves del paràsit). Un cop es troba a l’interior de l’hostatger passa per diferents fases de desenvolupament, fins arribar a la fase d’esporocist. Aquest és una espècie de sac on es troba una gran quantitat de cercaries (larves de certs tipus de platihelmints). Aquests esporocists es dirigeixen cap a les banyes del caragol, provocant per una part una inflamació de la banya molt similar a una eruga i una modificació del comportament del caragol (es dirigeix cap a zones desprotegides). Aquesta banya modificada crida l’atenció dels ocells, que es mengen el caragol. Un cop les cercaries es troben al digestiu dels ocells, es transformen en platelmints adults, que es reprodueixen. Els ous seran alliberats amb els excrements que infectaran per l’aliment altres caragols.

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Cicle vital de Leucochloridium paradoxum de Ophiguris 2009. La segona imatge mostra el paràsit a una banya del caragol (Succinea putris) imitant una eruga. (Foto: Dick Belgers)

Un dels paràsits més fascinants és Ophiocordyceps unilateralis (un fong ascomicet que infecta formigues tropicals de l’espècie Camponotus leonardi). Les espores arriben a l’interior de la formiga per l’alimentació i provoquen que aquest insecte modifiqui el seu comportament. Indueix a la formiga a pujar a un lloc alt, on es fixa a una fulla amb les seves mandíbules. Allà germinen les espores i travessen l’exosquelet de les formigues per alliberar les seves estructures reproductives.

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Formiga infectada per Ophiocordyceps sp. (Foto: Alex wild)

 

Avui dia, però, la informació dels mecanismes de modificació de la conducta que porten a terme aquests paràsits és objecte de moltes investigacions. Oi que pareix una pel·lícula? Doncs no, no és ciència ficció.

REFERÈNCIES

Maribel-català

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.

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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.

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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.

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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.

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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.

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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.

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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.

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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

Maribel-castellà

¿Qué son y por qué son útiles los insectos parasitoides?

Si preguntas, casi todo el mundo sabrá responderte de una forma u otra qué es un parásito y qué es un depredador. Pero, ¿sabrían decirte qué es un parasitoide?

Las relaciones simbióticas entre organismos (y especialmente en el mundo de los insectos) presentan muchos matices, y en ocasiones nos encontramos organismos cuya relación se encuentra a camino entre una y otra. En el caso de los insectos parasitoides, hablamos de organismos que establecen una relación con otros a caballo entre la depredación y el parasitismo.

Descubre qué son, su origen y qué tipos de insectos parasitoides existen a lo largo de este artículo. ¡Son más útiles de lo que crees!

Parásitos, parasitoides y depredadores

Los parasitoides no son exclusivos de los insectos, pero es donde poseen un mayor número de representantes. Es por esto que en este artículo trataré a los prasitoides únicamente desde el punto de vista de los insectos.

Antes de introduciros en el mundo de los parasitoides, debemos dejar muy claras las diferencias entre éstos y los dos tipos de organismos que más se le parecen: parásitos y depredadores.

En el parasitismo, los organismos parásitos se aprovechan de recursos pertenecientes a uno varios organismos hospedadores, causándoles un daño. En cualquier caso, el parásito intenta que su hospedador sobreviva el mayor tiempo posible para así continuar aprovechándose de sus recursos, por lo que raras veces mata directamente al organismo que parasita.

Hembra de Aedes albopictus (mosquito tigre) picando a su hospedador (Imagen de dominio público).

En la depredación, el organismo depredador mata a varios organismos a lo largo de su ciclo vital con el fin de alimentarse. A diferencia de los parásitos, un depredador no busca mantener con vida a sus presas demasiado tiempo, pues la recompensa al cazarlas proviene de consumirlas los antes posible para obtener energía (ej. mantis, libélulas, etc.).

Ejemplar de mántido comiéndose a su presa (Foto de Avenue, CC).

Por último, entre el parasitismo y la depredación encontramos a los parasitoides: insectos con un estadio larval parasítico que se desarrolla alimentándose del cuerpo de un sólo insecto o artrópodo hospedador. A diferencia de los parásitos, los parasitoides (más concretamente, sus larvas) matan al hospedador con el fin de completar su ciclo vital; entonces, ¿qué los diferencia de los depredadores? Pues que cada larva sólo necesita de un hospedador del cual alimentarse para continuar su desarrollo hacia la etapa adulta (normalmente una forma libre herbívora o depredadora), y no de varias presas como los depredadores. Al mismo tiempo, varias larvas parasíticas pueden atacar a un mismo hospedador.

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Oruga del lepidóptero Hasora badra rodeada de capullos de una avispa parasitoide de la fam. Braconidae (Foto de SoonChye ©).

Origen y diversidad de parasitoides

Existen insectos parasitoides en diversos órdenes de insectos (coleópteros, dípteros,…), aunque la mayoría de ellos se incluye dentro de los himenópteros (abejas, avispas y hormigas). Es por esto que me centraré en hablaros del origen y diversidad de los parasitoides en los himenópteros.

El grupo más importante y evolucionado de himenópteros es el suborden Apocrita, el cual incluye avispas, abejas y hormigas. Los Apocrita se dividen artificialmente en dos grupos:

  • Los Aculeata: larvas no parasíticas; las hembras adultas presentan el ovopositor (órgano de la hembra para depositar los huevos) transformado en aguijón.

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Aguijón de una hembra de abeja (Apidae) (Foto de dominio público).

  • Los Parasitica: sus larvas son parásitas; el ovopositor suele ser alargado para perforar superficies e inocular los huevos. No pican, a diferencia de los Aculeata.

Hembra de avispa parasitoide de la especie Megarhyssa macrurus, familia Ichneumonidae, con su largo ovopositor similar a un aguijón y con el que pone los huevos (Imagen de Bruce Marlin, CC).

Alrededor de un 77% de los insectos parasitoides conocidos pertenecen al grupo de los Apocrita Parasitica, unas 66.000 especies en total (la mayoría de las cuales son especies de avispas).

Origen de los himenópteros parasitoides

Para entender el origen de ciertos rasgos presentes en un grupo de organismos, a veces hay que recurrir al estudio de grupos “hermanos”, es decir, aquellos organismos con los que el grupo que queremos estudiar comparte un origen más cercano.

En el caso de Apocrita, el grupo hermano sería la familia Orussidae (del suborden “Symphyta” o sínfitos), el cual está considerado al mismo tiempo como uno de los grupos de himenópteros más primitivo.

Representación de Orussus coronatus (Fam. Orussidae) (Imagen de dominio público).

Se cree que el ancestro común de Apocrita y Orussidae habría dado lugar al parasitismo por primera vez dentro de los himenópteros. Esto se deduce al estudiar los rasgos de algunos orúsidos actuales: algunos de estos organismos poseen hongos simbiontes en sus ovopositores que utilizan para digerir la madera de la cual se alimentan; así, clavan sus ovopositores en la madera y dejan que los hongos la procesen antes de ingerirla. Otros orúsidos, en cambio, no presentan estos hongos simbiontes, por lo que han evolucionado para parasitar (inoculando sus huevos en el cuerpo del hospedador) y matar a aquellos de su mismo grupo que sí los presentan, los cuerpos de los cuales les proporcionan más nutrientes que la madera.

Así pues, y al tratarse de un grupo primitivo, se cree que el comportamiento observado en algunos orúsidos actuales podría ser un reflejo del origen primitivo del parasitismo y de los parasitoides en los himenópteros.

Tipos de parasitoides

Aunque existen muchas formas de clasificar a los parasitoides, una de las más útiles es la que los divide en función de si éstos frenan o no el desarrollo del hospedador en el momento que llevan a cabo la puesta. Esto nos lleva a hablar de dos grandes grupos:

Idiobiontes

Los parasitoides idiobiontes paralizan o frenan el desarrollo de los hospedadores en el momento que realizan la puesta, ofreciendo a sus larvas parásitas una fuente segura e inmóvil de nutrientes en el momento de su nacimiento.

Los idiobiontes normalmente atacan a hospedadores que se encuentran protegidos, ya sea dentro de tejidos vegetales (p.e. madera) o mediante el desarrollo de un cuerpo endurecido, por lo que las hembras de estos parasitoides deben desarrollar un ovopositor largo y afilado que les permita atravesar estas barreras.

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Hembra de Liotryphon caudatus (Himenóptero de la fam. Ichneumonidae, superfam. Ichneumonidea) con su largo ovopositor (Foto de CNC/BIO Photography Group, Biodiversity Institute of Ontario, CC).

Pueden ser tanto ecto como endoparásitos (esto es, si las larvas atacan al hospedador desde fuera o desde el interior de su cuerpo, respectivamente), aunque la mayoría son ectoparásitos.

Las hembras de los idiobiontes ectoparásitos inyectan un paralizante en el cuerpo del hospedador y, a continuación, llevan a cabo la puesta, normalmente al lado o encima del hospedador. En muchos casos, la hembra que acaba de dejar la puesta permanece cerca hasta el momento de la eclosión con el fin de evitar que otros organismos a parte de sus larvas se alimenten del hospedador paralizado.

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Hembra de un himenóptero de la subfam. Pimplinae (fam. Ichneumonidae) inyectando su ovopositor en la madera con el fin de poner los huevos (Foto de Cristophe Quintin en Flickr, CC).

Por lo general, las hembras idiobiontes adultas no tienen demasiadas preferencias a la hora de elegir hospedador, por lo que las larvas se alimentan de una gran variedad de organismos.

Koinobiontes

Esta forma de vida la adoptan la mayoría de insectos parasitoides, especialmente dentro de los himenópteros, los dípteros y los coleópteros.

A diferencia de los anteriores, casi todos los koinobiontes son endoparásitos, por lo que las larvas parasíticas son introducidas en el cuerpo del hospedador (el cual puede estar tanto protegido como expuesto) y se desarrollan en su interior. Aunque lo que realmente los diferencia de los parasitoides idiobiontes es que en ningún momento se interrumpe el desarrollo normal del hospedador, a pesar de encontrarse y desarrollarse las larvas parásitas en su interior.

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Hembra de Aleiodes indiscretus (Himenóptero de la fam. Braconidae, superfam. Ichneumonoidea) inoculando sus huevos en el interior del cuerpo de una oruga de polilla gitana asiática (Lymantria dispar) (Foto de dominio público).

Una vez las larvas parásitas se encuentran en el interior del hospedador, empiezan a desarrollarse poco a poco hasta alcanzar el estadio de pupa. Hasta ese momento, las larvas ponen en marcha mecanismos para bloquear o evitar el ataque del sistema inmune del organismo hospedador (como, por ejemplo, instalándose en órganos donde este sistema no actúa) y así desarrollarse con total tranquilidad a expensas de los nutrientes que va sustrayéndole; al mismo tiempo, el hospedador lleva a cabo una vida normal y aumenta de tamaño, lo que facilita el desarrollo de la larva parásita hasta el momento de su metamorfosis. Una vez alcanzada esta fase en su desarrollo, el parasitoide ya adulto emerge del cuerpo del hospedador, matándolo.

Debido a la relación estrecha que establecen con su hospedador, los parasitoides koinobiontes suelen ser más específicos a la hora de escoger el hospedador en el cual se desarrollarán sus larvas.

Función ecológica de los parasitoides

Los parasitoides, como los depredadores, actúan como reguladores naturales de las poblaciones de ciertos organismos. Esto es necesario en tanto que las poblaciones de algunos insectos se dispararían si no fuera porque existen organismos que controlan y evitan que crezcan exponencialmente mediante su consumo. Es por este motivo que los parasitoides están considerados como unos magnificos controladores de plagas y como agentes esenciales de control biológico de ciertos insectos (cómo pulgones o ciertas orugas) en jardines y cultivos.

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Gusano del tabaco (Manduca sexta) atacado por una especie de avispa parasitoide de la superfamilia Braconidae. En la imagen, las larvas de avispa se encuentran ya en fase de pupa (capullos con forma de grano de arroz) y, tras emerger el adulto, acabarán matando a la oruga. Los gusanos del tabaco se consideran plagas de diversos cultivos de solanáceas, como el tabaco, el tomate y la patata (Foto de R.J Reynolds Tobacco Company Slide Set).

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El caso de los parasitoides nos hace reflexionar sobre el gran abanico de matices que existe en las relaciones entre organismos. Con cada avance en el estudio de la diversidad, se descubren más y más formas de vida. ¡La naturaleza no deja de sorprendernos!

Referencias

  • Apuntes de la asignatura “Biología y Biodiversidad de Artrópodos” cursada en 2014 durante los estudios de Biología Ambiental en la Universidad Autónoma de Barcelona (UAB).
  • Timothy M. Goater, Cameron P. Goater, Gerald W. Esch (2013). Parasitism: The Diversity and Ecology of Animal Parasites. Ed. 2. Cambridge University Press.
  • Vincent H. Resh, Ring T. Cardé (2009). Encyclopedia of Insects. Ed.2. Academic Press.
  • Donald L. J. Quicke (2014). The Braconid and Ichneumonid Parasitoid Wasps: Biology, Systematics, Evolution and Ecology. John Wiley & Sons.
  • http://bugs.bio.usyd.edu.au/learning/resources/Entomology/internalAnatomy/imagePages/parasitoidWaspLarvae.html

Imagen de portada por Ton Rulkens (Flickr, CC).

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