Arxiu d'etiquetes: partenogènesi obligada

La vida (a)sexual dels insectes

La majoria de grups d’insectes presenta organismes unisexuals que es reprodueixen sexualment mitjançant la còpula, generant descendència a través de la posta d’ous. Tanmateix, la seva enorme diversitat també amaga un gran ventall de mecanismes reproductius.

Descobreix-los a través d’aquest article!

Tipus de reproducció

Reproducció sexual: anfigònia i partenogènesi

La reproducció sexual implica la participació de cèl·lules sexuals especialitzades o gàmetes, les quals s’originen dins els òrgans sexuals de l’individu per meiosi. És el tipus de reproducció més comuna entre els artròpodes i els insectes.

1. Anfigònia

En l’anfigònia, es generen dos tipus de gàmetes que, en fusionar-se, donen lloc a l’embrió. Dins d’aquesta modalitat, la majoria d’insectes són unisexuals o dioics, de manera que cada organisme desenvolupa un sol tipus de gàmeta; de fet, són molt pocs els casos en què un únic organisme genera els dos gàmetes (hermafroditisme); és el cas de Icerya purchasi (Hemiptera), Perla marginata (Plecoptera) i de diverses espècies de la família Termitoxenidae (Diptera).

Icerya purchasi (esquerra; imatge propietat de Vijay Cavale, CC 3.0) i Perla marginata (dreta; imatge propietat de gailhampshire en Flickr, CC 2.0).

Cerca de parella i festeig

En els organismes unisexuals o dioics, la fusió dels gàmetes només és possible un cop troben una parella. Les estratègies que els insectes fan servir per trobar un company adient són molt diverses: emissió de feromones i / o llum, desenvolupament d’un determinat patró de coloració o emissió de sons i vibracions (moltes de les quals ja vam tractar en aquest article sobre la comunicació dels insectes).

Un cop trobada la parella, pot tenir lloc un procés de festeig, el qual anirà seguit de la còpula si aquest té èxit. El festeig pot tenir lloc mitjançant l’execució de balls nupcials, l’entrega d’ofrenes (per exemple, menjar; és el cas d’algunes mosques escorpí (Mecoptera)) o la formació d’eixams (vols nupcials, com en Hymenoptera), entre d’altres. En alguns casos, la femella no decideix aparellar-se amb el mascle si aquest no es troba en possessió d’un territori ampli o una font d’aliment.

En aquest vídeo podem veure el vol nupcial de les abelles mel·líferes:

Fecundació

La fecundació o singàmia és el procés mitjançant el qual els gàmetes es fusionen per donar lloc a l’embrió, fet que té lloc tant en organismes dioics com hermafrodites.

  • Interna

Seguint amb els organismes dioics, el mecanisme més estès entre els insectes “moderns” per garantir la trobada dels gàmetes és la còpula (fecundació interna). En aquest cas, el mascle sol transmetre directament els seus gàmetes (espermatozoides) al cos de la femella, on es troben els gàmetes femenins (òvuls).

Saltamartins de l’espècie Romalea microptera, nadiua dels Estats Units. Imatge propietat de http://www.birdphotos.com, CC 3.0.
  • Externa

En alguns insectes i grups relacionats més “primitius”, la fecundació té lloc sense que entren en contacte els òrgans sexuals (fecundació externa). En aquests casos, el mascle allibera un espermatòfor, un paquet d’esperma generat per les glàndules accessòries del seu aparell reproductor, recobert d’una pel·lícula lipoproteica que prevé la seva dessecació. Es considera un pas intermedi entre la reproducció en el medi aquàtic pròpia de grups “primitius”, els quals alliberaven l’esperma a l’aigua sense risc a dessecar-se, i la reproducció en el medi terrestre.

La seva producció és pròpia de grups relacionats als hexàpodes, com Myriapoda (centpeus i milpeus); d’hexàpodes basals, com Collembola, Diplura i Protura; d’insectes basals, com Archaeognatha i Zygentoma (peixets de coure i peixets de plata); i de certs grups d’insectes més “moderns”, com molts Orthoptera, Psocoptera, Coleoptera, Neuroptera, Mecoptera i alguns Hymenoptera. En alguns casos, el mascle allibera l’espermatòfor al medi, el qual és recollit posteriorment per la femella (cas de Collembola); en altres, el mascle l’ofereix a la femella o bé la dirigeix ​​al lloc on aquest es troba (Zygentoma i Archaeognatha).

Collembola de l’espècie Sminthurus viridis; darrera, l’espermatòfor pedunculat propi d’aquest ordre d’insectes. Imatge modificada a partir de la fotografia original de Gilles San Martin a Flickr, CC 2.0.
Femella d’Orthoptera recollint l’espermatòfor d’un mascle. Imatge modificada a partir de la fotografia original de Sandrine Rouja a Flickr, CC 2.0.

La fecundació interna es considera, doncs, una novetat evolutiva i adaptativa al medi terrestre. No obstant això, a dia d’avui encara hi ha insectes amb fecundació interna que conserven la informació genètica per produir espermatòfor; en aquests casos, el mascle introdueix ell mateix l’espermatòfor dins la femella, el qual li serveix a aquesta com a font addicional de nutrients pels seus ous.

De vegades, el mascle ofereix l’espermatòfor com a regal nupcial, incloent dins d’aquest nutrients per a la femella.

2. Partenogènesi

A la partenogènesi, la generació de descendència té lloc a través d’òvuls sense fecundar. Habitualment, se la tendeix a classificar com un tipus de reproducció asexual; tanmateix, és molt més apropiat considerar-la un tipus de reproducció sexual en estar implicats els gàmetes femenins generats per meiosi.

La partenogènesi pot ser:

  • Accidental: es desenvolupa un individu a partir d’un òvul sense fecundar de manera excepcional en espècies anfigòniques; ex. Bombyx mori (papallona del cuc de seda).
  • Facultativa: alguns òvuls són fecundats i altres, no.
  • Obligada: els òvuls només poden desenvolupar-se sense fecundació. És el cas d’espècies que alternen generacions partenogenètiques i anfigòniques.
Mariposa del gusano de seda (Bombyx mori). De forma extraordinaria, algunos de sus huevos sin fecundar generan descendencia. Imagen propiedad de Nikita en Flickr, CC 2.0.

A més a més, segons la dotació cromosòmica de l’òvul, la partenogènesi pot ser:

  • Haploide (n) o arrenotoca: els òvuls sense fecundar (n) sempre generen mascles i els fecundats (2n), femelles. Es dóna en abelles i en altres Hymenoptera, en alguns Coleoptera i en Zygentoma, i sempre és facultativa. El control del sexe de la descendència és un procés clau en l’evolució de les estructures colonials en insectes socials.
En les abellesmel·líferes, els ous fecundats generen femelles (obreres o, en caso de rebre una alimentació especial, una nova reina) i els no fecundats, mascles. Fotografies de Alex Wild i figura de Ashley Mortensen (web de la Universitat de Florida).

 

  • Diploide (2n) o telitoca: els òvuls sense fecundar (2n) sempre donen lloc a femelles amb la mateixa càrrega genètica que la progenitora (clons). Es dóna en pugons (Aphididae, Hemiptera), paneroles, cotxinilles (Coccoidea, Hemiptera) i en alguns escarabats curculiònids, i sol ser obligada. Aquest tipus de partenogènesi té la potencialitat de generar una gran quantitat de descendència en poc temps en detriment de la variabilitat genètica. En els pugons, les generacions partenogenètiques alternades amb les anfigòniques permeten explosions demogràfiques en moments puntuals.
Pugons de l’espècie Aphis nerii. Imatge propietat de Andrew C, CC 2.0.

De vegades, la partenogènesi pot tenir lloc en estadis immadurs, com les larves o les pupes. És el cas de la pedogènesi, en la qual les formes immadures poden generar descendència mitjançant aquest procés; es dóna en alguns cecidòmids (Diptera) i en una espècie d’escarabat, Macromalthus debilis, entre d’altres. Cal no confondre-la amb la neotènia, cas en què una forma larvària desenvolupa tots els trets i estructures reproductius propis d’un adult (cas d’algunes cotxinilles).

Reproducció asexual

En la reproducció asexual, la generació de descendència té lloc sense la participació dels gàmetes.

És una modalitat molt poc habitual en insectes, representada únicament per una forma molt peculiar coneguda com a poliembrionia. Mitjançant aquest procés, a partir d’un sol òvul fecundat es generen centenars d’individus per escissió de l’embrió. Tot i que inicialment té lloc una fecundació, la resta d’individus es genera asexualment. Es dóna únicament en unes poques espècies de cecidòmids i himenòpters calcídids (parasitoides), propiciant una gran explosió poblacional.

Generació de descendència

La producció de descendència en els insectes pot tenir lloc de diverses maneres:

Oviparisme

Té lloc mitjançant la posta d’ous, éssent el mecanisme més estès.

Posta de mantis o ooteca (esquerra; imatge propietat de Scot Nelson a Flickr, CC 2.0) i posta de la papallona blanca de la col, Pieris brassicae (dreta; imatge propietat de Walter Baxter, CC 2.0).

Ovoviviparisme

Els ous fertilitzats són incubats dins dels conductes reproductius de la femella. Té lloc en algunes paneroles, pugons, cotxinilles i mosques (Muscidae, Calliphoridae i Tachinidae), i en uns pocs escarabats i trips (Thysanoptera). Els ous eclosionen immediatament abans o després de la posta.

Viviparisme

Les femelles donen a llum directament a les larves. Existeixen diferents modalitats entre els insectes:

  • Viviparisme pseudoplacentari: la femella desenvolupa ous amb poc vitel en els seus conductes reproductors i aquesta els nodreix mitjançant un teixit similar a una placenta. Es dóna en molts pugons i Dermaptera, en alguns Psocoptera i en Polyctenidae (Hemiptera).

En aquest vídeo de Neil Bromhall, veiem un grup de pugons o àfids “donant a llum”:

  • Viviparisme hemocèlic: els embrions es desenvolupen lliurement dins l’hemolimfa de la femella (líquid intern equivalent a la sang), de la qual obtenen nutrients per òsmosi. Ocorre només en Strepsiptera i en cecidòmids. En alguns cecidòmids, les larves consumeixen a la seva progenitora, que també és una larva (cas extrem de pedogènesi larvària).
  • Viviparisme adenotròfic: la larva està tan poc desenvolupada que ha de continuar alimentant-se a partir de secrecions procedents d’unes glàndules accessòries (“glàndules mamàries”) situades en el canal reproductiu de la femella. Un cop assoleix una mida adequada i després de ser dipositada, la larva pupa immediatament. Ocorre en dípters de les famílies Glossinidae (mosca tse-tse), Hippoboscidae (mosques dels cavalls o coloms), Nycteribidae i Streblidae (mosques dels ratpenats).

En aquest vídeo de Geoffrey M. Attardo (AAAS/Science), veiem una mosca tse-tse donant a llum a una larva:

.              .              .

Qui havia dit que la vida (a)sexual dels insectes era senzilla? I tú, et saps alguna curiositat? Envia’ns els teus comentaris!

Referències

La imatge de portada és propietat de Irene Lobato Vila (autora d’aquest article).