ACEPTACIÓN SOCIAL DE FORASTERAS EN COLONIAS DE AVISPAS

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Hormigas, avispas y seres humanos vivimos en sociedades muy complejas. La organización social humana comparte algunas características básicas con las de esos insectos sociales.

Avispas interactuando en un entorno social. (Foto: Floria Mora-Kepfer Uy, Universidad de Miami)

En un nuevo estudio, la bióloga Floria Mora-Kepfer Uy, de la Universidad de Miami en Estados Unidos, ha examinado la aceptación de congéneres sin parentesco en colonias de avispas sociales.

Concretamente, la especie estudiada ha sido la Mischocyttarus Mexicanus. Las colonias de esta avispa están compuestas exclusivamente por hembras y ellas toman decisiones sobre la composición de las colonias en función de las presiones sociales y ecológicas a las que están expuestas.

Mudarse a otra colonia es común durante el período inicial de establecimiento de colonias. Cuando una avispa intenta unirse a otra colonia, los miembros existentes en ella tienen que decidir si aceptan o rechazan a la recién llegada. Las avispas saben distinguir entre congéneres de su avispero (por lo general, emparentadas con ellas) y congéneres ajenas al avispero (por lo general sin ningún parentesco).
Para poder distinguir entre una compañera de colonia y una forastera, las avispas se valen de señales químicas que son específicas de cada colonia.
Si se acepta en una colonia a una forastera, puede que ésta se integre debidamente, actuando como una obrera más en la colonia. O también puede ocurrir que no se integre, actuando de manera egoísta y deshonesta, haciendo cosas como intentar asumir la función reproductiva dominante, que le corresponde a la reina legítima de la colonia, o tomando comida recolectada por sus nuevas compañeras sin ayudarlas en nada, o incluso canibalizando a las crías de la colonia. Aceptar a una forastera es por tanto una decisión que entraña ciertos riesgos. Las hembras intentan, por consiguiente, determinar en cada caso si los beneficios potenciales de tener ayuda adicional son más importantes en la actual situación de la colonia que los posibles daños que perpetre la forastera si resulta ser deshonesta.

A juzgar por los resultados del estudio, una avispa forastera tiene más probabilidades de ser aceptada por la comunidad si es joven que si es madura. Y una colonia lo bastante nueva, integrada en su mayor parte por avispas jóvenes, es más proclive a aceptar a una avispa forastera, en comparación con una colonia integrada en su mayor parte por avispas maduras. Probablemente, en la fase inicial de una colonia, recibir ayuda extra es lo más importante, mientras que cuando la colonia ya está consolidada, resulta más importante mantener las cosas tal como están y evitar riesgos innecesarios.

PROCESOS METABÓLICOS ANTERIORES AL SURGIMIENTO DE VIDA EN LA TIERRA

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La vida se inició en la Tierra hace casi 4.000 millones de años, en las aguas oceánicas ricas en hierro que dominaban la superficie del planeta. Una pregunta pendiente de respuesta es cuándo y cómo entró en escena el metabolismo celular, la red de reacciones químicas necesarias para producir ácidos nucleicos, aminoácidos y lípidos, los "ladrillos" principales de la vida.

Se cree que la vida surgió en el mar, en torno a fumarolas hidrotermales. La química oceánica de hace unos 4.000 millones de años pudo permitir que se produjesen reacciones químicas metabólicas, antes incluso de la aparición del primer ser viviente. (Imagen: Recreación artística por Jorge Munnshe en NCYT de Amazings)

Algunas de las reacciones químicas fundamentales en el metabolismo de los organismos modernos probablemente se producían de manera espontánea en las aguas marinas de la Tierra antes de la aparición de la primera forma de vida. Ésta es la sorprendente conclusión a la que se ha llegado en un nuevo estudio y que contradice la cadena de acontecimientos geobioquímicos propuesta en otras hipótesis.

Markus Ralser, Alexandra V. Turchyn y Markus A Keller, de la Universidad de Cambridge en el Reino Unido, reconstruyeron en el laboratorio la composición del océano más antiguo de la Tierra (que aún carecía de vida), basándose para dicha reconstrucción en la composición de varios sedimentos primitivos descritos en la literatura científica. Y los resultados de su trabajo indican que, de manera espontánea, acaecían secuencias de reacciones que en organismos modernos permiten la formación de moléculas esenciales para la síntesis de aminoácidos, ácidos nucleicos y lípidos, entre otras sustancias complejas, de importancia vital para el metabolismo celular común de todos los organismos vivos. En esta versión reconstruida del océano primitivo, estas reacciones metabólicas eran particularmente sensibles a la presencia de hierro ferroso, que ayudó a catalizar muchas de las reacciones químicas observadas. Estas últimas ocurrieron en ausencia de enzimas pero fueron posibles gracias a las sustancias químicas que existían en aquel mar arcaico.

La detección de ribosa 5-fosfato resulta particularmente llamativa, teniendo en cuenta el potencial de precursores de ARN como éste para dar lugar a moléculas de ARN capaces de codificar información, catalizar reacciones químicas y replicarse.
Se suponía anteriormente que las secuencias complejas de reacciones metabólicas, conocidas como vías metabólicas y que se dan en las células modernas, sólo eran posibles debido a la presencia de enzimas. Las enzimas son máquinas moleculares altamente complejas que se piensa aparecieron durante la evolución de los organismos. Sin embargo, la reconstrucción del equipo revela que reacciones muy parecidas a las metabólicas pudieron darse de forma natural en el océano primigenio, antes de que evolucionaran los primeros organismos.

Cuando hace casi 4.000 millones de años, la vida en la Tierra empezó en el mar, éste era un mundo libre de oxígeno, previo a la fotosíntesis. A la luz del nuevo estudio, todo apunta a que en las aguas oceánicas de aquellos tiempos, el hierro, otros metales y el fosfato, propiciaron un conjunto de reacciones, parecidas a las principales del metabolismo celular, en ausencia de enzimas.

Los resultados de la investigación sugieren en definitiva que el metabolismo, entendido como un conjunto de reacciones químicas cruciales para la vida, precedió al surgimiento de la vida, y que se desarrolló a través de las condiciones químicas que predominaban en el arcaico océano de aquella época.

LOS CUERVOS COMPRENDEN LAS RELACIONES ENTRE OTROS CONGÉNERES

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Unos biólogos cognitivos han comprobado que los cuervos comprenden las relaciones de rango o jerarquía entre otros cuervos (quién "manda" más que quién) y son capaces de vigilar la evolución de tales relaciones, percatándose por ejemplo de un descenso o ascenso de alguien en esa jerarquía.

Dos cuervos. (Foto: © Jorg J.M. Massen)

Tal habilidad se había visto sólo en primates. Al igual que ocurre con muchos mamíferos sociales, los cuervos entablan diferentes tipos de relaciones sociales (la existente entre amigos, la que reina entre parientes, o la que se forja al formar pareja), y también establecen estrictas relaciones jerárquicas. Desde una perspectiva cognitiva, entender las propias relaciones respecto a otros es una habilidad clave en la vida social diaria. Sin embargo, entender también las relaciones que tienen entre ellos los miembros del grupo prepara el terreno para las maniobras “políticas” (en esencia, saber quién podría apoyar a quién en caso de conflicto).

El equipo de Jorg Massen y Thomas Bugnyar, de la Universidad de Viena en Austria, comprobó que los cuervos que percibían un cambio en la jerarquía (esencialmente un individuo de rango bajo derrotando a otro de rango alto y por tanto ascendiendo en la jerarquía mientras el otro descendía), reaccionaban con sorpresa y nerviosismo
De forma parecida a los primates, los cuervos hacen un seguimiento de las relaciones de rango entre los miembros de su grupo. Pero, y esto es importante, los investigadores hallaron que los cuervos no sólo reaccionaban del modo indicado a los cambios del tipo descrito en la jerarquía de su propio grupo, sino también a aquellos del grupo vecino. Estos descubrimientos sugieren que a los cuervos les basta observar a los miembros de otro grupo para deducir las relaciones jerárquicas entre todos ellos
Además, ésta es la primera vez que se muestra que estos animales son capaces de hacer un seguimiento de las relaciones jerárquicas entre individuos que no pertenecen a su propio grupo social.

Los cuervos superan a la mayoría de las otras especies de aves en términos de inteligencia. Su nivel de eficiencia en varias pruebas de habilidades intelectuales es similar al logrado por los simios. En un estudio anterior (http://noticiasdelaciencia.com/not/3159/), Bugnyar y sus colegas demostraron incluso que los cuervos son capaces de usar gestos al comunicarse entre ellos. Señalar con una parte del cuerpo un objeto para atraer la atención hacia él, es una habilidad natural que sólo había sido observada en las personas y en nuestros parientes evolutivos más cercanos, los simios.

LOS PERROS EXPERIMENTAN UNA FUERTE REACCIÓN EMOTIVA ANTE OLORES DE PERSONAS QUERIDAS AUSENTES

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Para los humanos, ver en una foto a un ser querido ausente despierta en nosotros una reacción emocional. Algo similar parece que les ocurre a los perros con los olores de personas ausentes por las que sienten afecto.

Zen, uno de los perros que han participado en el estudio. (Foto: Helen Berns)

Se ha descubierto que un área del cerebro canino asociada con la sensación de gratificación o recompensa responde con más fuerza a los olores de humanos con quienes el perro convive que a los olores de otros humanos, o incluso en algunos casos, y esto es llamativo, que a los olores de otros perros del mismo hogar.

Éste es el primer estudio de su tipo sobre las reacciones de perros a olores biológicos.

Una cosa es que cuando el dueño de un perro llega a casa, éste reaccione con manifiesta alegría. Otra bastante distinta es la que se ha hecho en los experimentos del nuevo estudio, ya que los perros percibían los olores de sus dueños sin estar estos presentes allí. Puede parecer una diferencia poco importante desde nuestra perspectiva humana, pero para un perro es una reacción mental un tanto compleja e indicadora de que esas reacciones son activadas por algo distante en el tiempo y el espacio. El fenómeno demuestra que los perros con los que convivimos tienen en su cerebro representaciones mentales de nosotros y que tales representaciones persisten cuando los perros no están con nosotros.

Cuando una persona percibe el olor del perfume que usa habitualmente su pareja o alguien a quien ama, puede experimentar una reacción emocional inmediata que no es necesariamente cognitiva. Los resultados de los experimentos llevados a cabo por el equipo de Gregory S. Berns, de la Universidad Emory en Atlanta, Georgia, Estados Unidos, aparentemente demuestran la existencia del mismo fenómeno en los perros. Pero, dado que el olfato es un sentido mucho más importante para los perros que para los humanos, sus respuestas emocionales ante olores pueden ser más poderosas que las que nosotros podemos experimentar.

En la investigación también han trabajado Andrew M. Brooks, de la Universidad Emory, y Mark Spivak, de la empresa Comprehensive Pet Therapy, de Sandy Springs, Georgia, Estados Unidos.

LA INESPERADA HISTORIA EVOLUTIVA DE LA FAMILIA A LA QUE PERTENECE LA BACTERIA DE LA PESTE

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La familia de bacterias Yersinia tiene muchos miembros, algunos de los cuales son dañinos y otros no. Dos de los miembros más temidos de esta familia bacteriana son la Yersinia pestis, la bacteria responsable de la peste bubónica, conocida también como La Peste o la Muerte Negra, y la Yersinia enterocolitica, una de las causas principales de la gastroenteritis. Los estudios previos sobre esta familia de bacterias se han centrado en las especies dañinas o patogénicas, lo que ha fragmentado demasiado el conocimiento científico de la evolución de estas especies.

Bacterias Yersinia pestis. (Foto: Cortesía de Larry Stauffer, Oregon State Public Health Laboratory / CDC)

A fin de poder entender cómo un organismo se vuelve peligroso o patógeno, se necesita conocer a fondo a los miembros de su familia no patógenos, para ver qué los hace diferentes de las formas que sí lo son. Con ese objetivo, el equipo de la Dra. Sandra Reuter, del Instituto Wellcome Trust Sanger en el Reino Unido, secuenció 224 variedades de diferentes miembros de la familia Yersinia procedentes de todo el mundo, para aclarar mejor cómo unas especies específicas evolucionan hasta volverse dañinas, mientras que otras siguen siendo inofensivas.

Lo descubierto en este nuevo estudio revela que, en contra de la creencia popular, los miembros patogénicos de esta familia bacteriana no comparten un ancestro común inmediato causante de enfermedades, sino que, al contrario, han seguido caminos evolutivos separados hasta convertirse en dañinos.

UNA ARAÑA BUSCA LA PROTECCIÓN DE HORMIGAS FRENTE A OTRA ARAÑA QUE QUIERE CAZARLA

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En sintonía con la estrategia de "el enemigo de mi enemigo es mi amigo", algunas especies animales buscan disuadir a su depredador mediante la estrategia de permanecer cerca de los depredadores de su depredador, o cerca de cualquier otro animal que disuada a ese depredador de acercarse.

La hormiga Oecophylla smaragdina, protectora involuntaria de la araña Phintella piatensis, puede también ejercer de depredadora de ésta si le surge la oportunidad. (Foto: Robert Jackson)

Se sabe de casos así en el mundo animal, pero un caso documentado recientemente resulta especialmente llamativo, por cuanto implica a una araña que para protegerse frente a otra busca la cercanía de hormigas que repelen a la cazadora pero que al mismo tiempo pueden atacar a la perseguida si ésta no toma las debidas precauciones.

La araña de la especie Phintella piatensis a menudo procura construir su refugio cerca de una colonia de hormigas de la especie Oecophylla smaragdina, pese a que éstas son depredadoras potenciales de ella. Al parecer, para esta araña resulta más peligrosa la cercanía de una araña de la familia Scytodidae, un grupo con nombres populares como "arañas escupidoras" o "arañas tigre".

La taimada araña escupidora localiza el refugio de una araña Phintella piatensis, teje su telaraña justo encima, y espera a que la ocupante del refugio salga o entre, momento en el cual le escupe una sustancia inmovilizante y, si le acierta, acto seguido la ataca cuerpo a cuerpo.

Ximena Nelson de la Universidad de Canterbury en Nueva Zelanda, y Robert Jackson, de la misma universidad y del Centro Internacional de Fisiología y Ecología de Insectos en Kenia, han comprobado que la araña escupidora no se acerca a la araña de la especie Phintella piatensis cuando el refugio de ésta se halla en una zona por la que merodean habitualmente las citadas hormigas. Esto se debe a que la araña escupidora es repelida por el olor de ciertos compuestos químicos típicos de esas hormigas y que, emitidos por ellas, son transportados por el aire.
Los investigadores encontraron que las arañas que evitan a la escupidora eligen el sitio en el que establecerán su refugio en función de si ven en él a hormigas vivas y activas de esa clase, o si perciben su olor característico o si detectan otros indicios claros de la presencia de estas hormigas. A fin de protegerse de éstas, la araña se vale de un tejido extremadamente resistente y espeso para construir un tupido refugio a prueba de hormigas, al cual es muy difícil que puedan entrar éstas y otros animales de tamaño similar.

El refugio cuenta con una especie de puerta, que la araña puede abrir y cerrar con rapidez cuando entra o sale de su refugio, evitando que se cuele alguna hormiga.

Los experimentos de Nelson y Jackson demuestran que las señales olfativas de esas hormigas desaniman a la araña escupidora, que prefiere mantenerse lejos aunque pierda la oportunidad de cazar a la araña Phintella piatensis.

Parece claro, por tanto, que las arañas Phintella piatensis buscan deliberadamente la cercanía de hormigas Oecophylla smaragdina para liberarse de la amenaza de las arañas escupidoras.

Los resultados de este estudio se han publicado en la revista académica Behavioral Ecology and Sociobiology, editada por Springer.

LA PERSONALIDAD DE LAS TARÁNTULAS DETERMINA SI COPULAN CON LOS MACHOS O LOS CANIBALIZAN

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El canibalismo sexual en las arañas –el ataque y consumo de machos por parte de las hembras antes o después de la cópula– está muy extendido. Una nueva investigación analiza la razón por la que este comportamiento tan extremo se produce a veces incluso antes de que las hembras se hayan asegurado el esperma para fecundar sus huevos.

En la imagen se puede observar a la tarántula mediterránea Lycosa hispanica comiéndose al macho. / Eva de Mas

Después de copular con un macho, las arañas hembra suelen practicar el canibalismo sexual, es decir, lo atacan y se lo comen. Investigadores de la Estación Experimental de Zonas Áridas (EEZA-CSIC) han estudiado por qué a veces este comportamiento surge antes de la cópula, a menudo incluso sin tener asegurado el esperma para fecundar sus huevos.

“Esta propensión al canibalismo podría depender de la genética agresiva de las hembras, que hace que estas ataquen a los machos de la misma manera que atacan a las presas”, explica a Sinc Rubén Rabaneda-Bueno, primer autor del estudio realizado en tarántulas y publicado en Ethology.

Para evaluar la personalidad femenina del canibalismo sexual, los autores ofrecieron machos escogidos al azar a un grupo de hembras vírgenes de tarántula y documentaron si estas los atacaban o copulaban con ellos.

Asimismo, antes de dichos encuentros, estudiaron la personalidad voraz de las hembras al alimentarse de escarabajos y otras presas naturales, entre las que hubo hembras más voraces o más dóciles que diferían en su tasa de engorde.

Finalmente buscaron una conexión entre la personalidad caníbal y la personalidad alimenticia de las hembras, y si tenía que ver con que las hembras fuesen más exigentes a la hora de elegir consorte.

“Las hembras más caníbales eran también las más voraces hacia sus presas, y por tanto las mejor alimentadas. Esto es sorprendente ya que disponen de más recursos nutritivos para invertir en su descendencia antes de encontrar a los primeros machos”, añade Rabaneda. “Su prioridad debería ser la de asegurarse el esperma para fertilizar sus huevos en vez de eliminar a sus potenciales donantes”.

Canibalismo para elegir pareja

Además, en esta especie los machos suponen un importante aporte de nutrientes por lo que sería de esperar que las hembras más dóciles y peor alimentadas explotaran esta fuente de alimento antes de la cópula, canibalizando a los machos.

“Llegamos a la conclusión de que hay una genética agresiva que es variable entre las hembras y que hace que actúen de modo agresivo tanto cuando se alimentan de presas como cuando se les acerca un macho cortejándolas”, apunta Jordi Moya Laraño, director del estudio. “Otras son dóciles en ambos contextos, lo que pone de manifiesto la existencia de diferentes personalidades”.

Así, hay hembras de personalidad agresiva que son voraces, engordan mucho y tienden a canibalizar machos cuando aún son vírgenes. Por otro lado, hay hembras de personalidad dócil que consumen menos presas y prefieren copular primero antes que atacar a sus posibles parejas.

“Mientras que las hembras dóciles atacaban a machos de calidad inferior y preferían emparejarse con los de mayor calidad, las hembras agresivas mataban a machos fuese cual fuese su condición, lo que evidencia su incapacidad para distinguir a los machos como fuente de esperma o alimento, canibalizándolos indiscriminadamente”, apunta Rabaneda.

Este estudio afirma que los diferentes niveles de agresividad o personalidades femeninas contribuyen a generar variabilidad en el éxito reproductor masculino. “De esta forma, el canibalismo sexual puede funcionar como una forma de elección de pareja que además se produciría de forma diferente según la personalidad de la hembra”, concluye.       

El canibalismo no depende del tamaño de las tarántulas

El tamaño de la hembra no fue decisivo en la tendencia caníbal de las tarántulas, como se ha visto en otras especies de arañas. “Esto puede parecer contradictorio ya que esperaríamos que las hembras más voraces fueran las de mayor tamaño, observando una asociación no solo entre voracidad y canibalismo sino también con el tamaño”, sostiene el investigador.

Sin embargo, las hembras almacenan sus recursos en el abdomen –que es la parte blanda de la araña, ligada directamente al incremento de peso– cuando se alimentan, más allá del tamaño corporal que representa la parte anterior rígida y que puede permanecer invariable en la edad adulta a pesar de las variaciones de peso.

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Referencia bibliográfica:

Rubén Rabaneda-Bueno, Sara Aguado, Carmen Fernández-Montraveta & Jordi Moya-Laraño. “Does Female Personality Determine Mate Choice Through Sexual Cannibalism?”. Ethology 119 (2013) 1–11.