GAFAS 3D PARA MANTIS RELIGIOSAS CONFIRMAN SU VISIÓN TRIDIMENSIONAL

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Científicos británicos han diseñado por primera vez unas gafas especiales –con una lente azul y otra verde– a unas mantis religiosas, protagonistas esta semana de nuestro #Cienciaalobestia. Los resultados confirman que este invertebrado usa una percepción visual en tres dimensiones para cazar con eficacia.

Una mantis religiosa lleva unas gafas 3D con una lente azul y otra verde para el experimento. / Universidad de Newcastle.

Hasta ahora, la mayoría de la visión en 3D que conocíamos era la de los vertebrados. Aunque el científico Samuel Rossel ya había demostrado en la década de los 80 la visión tridimensional de las mantis religiosas a través de prismas y oclusores que solo permitían mostrar una serie limitada de imágenes, un equipo de científicos de la Universidad de Newcastle (Reino Unido) ha desarrollado ahora unas gafas 3D para insectos a través de las cuales les han enseñado todo tipo de imágenes.

Según los resultados, publicados esta semana en la revista Scientific Reports, los invertebrados como la mantis religiosa también tienen una visión por estereopsis, es decir que cuentan con una percepción visual a través de la cual a partir de dos imágenes el cerebro recompone una tridimensional.

Para el estudio, los investigadores diseñaron especialmente un cine junto a unas gafas 3D que han probado en el insecto. Contrariamente a los humanos, que requieren de lentes rojas y azules, las mantis necesitan unas azules y verdes, ya que estos invertebrados distinguen mal la luz roja.

“A pesar de sus pequeños cerebros, las mantis religiosas son sofisticadas cazadoras visuales que pueden capturar presas con gran eficiencia. Podemos aprender mucho de ellas al estudiar cómo perciben el mundo”, señala Jenny Read, profesor de Ciencia de la Visión de la universidad británica.

Visión tridimensional para cazar

Los científicos realizaron una serie de experimentos en los que las mantis religiosas llevaron diminutas gafas 3D pegadas con cera de abeja. Los insectos observaron vídeos cortos que simulaban el movimiento de otros invertebrados alrededor de la pantalla del ordenador.

Las mantis no intentaron atraparlos cuando las imágenes estaban en 2D. Sin embargo, cuando los insectos se mostraron en tres dimensionales flotando aparentemente frente a la pantalla, las mantis intentaron atacarlos, lo que prueba que usan una visión en 3D.

“Con este trabajo demostramos que esta técnica puede usarse de manera efectiva para estimular la visión tridimensional de los insectos”, subraya el biólogo Vivek Nityananda, de la Universidad de Newcastle.

A partir de ahora, el equipo examinará los algoritmos usados para la percepción de la profundidad 3D en los insectos para entender mejor cómo la visión humana ha evolucionado y para desarrollar nuevos modos de integrar tecnología 3D en ordenadores y robots.

LA IMPORTANCIA DEL OLFATO EN LA CAPACIDAD DE LAS HORMIGAS PARA DISTINGUIR ENTRE COMPAÑERAS E INTRUSAS

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Las hormigas han intrigado a los científicos desde hace mucho tiempo, por ser un fascinante ejemplo de cooperación estrecha y compleja entre los miembros de una comunidad, que incluye tareas colectivas como el cuidado de los jóvenes, la recolección de comida y la defensa contra intrusos. Se ha estudiado cómo se coordinan para transportar grandes pedazos de comida, cómo consiguen mantener limpio su hormiguero, e incluso el fenómeno de la holgazanería entre ellas. Ahora, además, en un estudio reciente se ha profundizado en cómo las hormigas identifican a los diferentes miembros de su colonia respecto a los de otras.

Uno de los tipos de hormigas examinadas en la investigación. (Foto: Juergen Leibig)

El equipo de Anandasankar Ray, de la Universidad de California en Riverside, Estados Unidos, ha comprobado que las hormigas captan y emiten información sobre identidad usando una serie de sustancias, concretamente hidrocarburos, presentes en sus cutículas (sus caparazones externos). Las hormigas, que han desarrollado algunas de las más grandes familias de genes receptores del olfato en insectos, utilizan su potente sentido olfativo para detectar las sustancias presentes en la cutícula de cada individuo situado cerca y así identificar de forma precisa a los diferentes miembros de su sociedad.

Hasta ahora, se sabía poca cosa sobre cómo las hormigas utilizan la detección olfativa de feromonas para reconocer a individuos que pertenecen a diferentes castas de su misma colonia o a colonias distintas.

El equipo de Ray decidió concentrar su atención en las neuronas de las antenas de las hormigas obreras, y en sus respuestas ante determinadas sustancias sobre la cutícula. Se utilizó para ello un potente método electrofisiológico, para probar sistemáticamente ciertas clases de compuestos químicos presentes en la cutícula de la obrera típica y/o en la de la reina. De estos tipos de compuestos químicos ya se sospechaba previamente que actuaban como señales importantes.

El equipo de Anandasankar Ray, de la Universidad de California en Riverside, Estados Unidos, ha comprobado que las hormigas captan y emiten información sobre identidad usando una serie de sustancias, concretamente hidrocarburos, presentes en sus cutículas (sus caparazones externos). Las hormigas, que han desarrollado algunas de las más grandes familias de genes receptores del olfato en insectos, utilizan su potente sentido olfativo para detectar las sustancias presentes en la cutícula de cada individuo situado cerca y así identificar de forma precisa a los diferentes miembros de su sociedad.

Hasta ahora, se sabía poca cosa sobre cómo las hormigas utilizan la detección olfativa de feromonas para reconocer a individuos que pertenecen a diferentes castas de su misma colonia o a colonias distintas.

El equipo de Ray decidió concentrar su atención en las neuronas de las antenas de las hormigas obreras, y en sus respuestas ante determinadas sustancias sobre la cutícula. Se utilizó para ello un potente método electrofisiológico, para probar sistemáticamente ciertas clases de compuestos químicos presentes en la cutícula de la obrera típica y/o en la de la reina. De estos tipos de compuestos químicos ya se sospechaba previamente que actuaban como señales importantes.

EL FENÓMENO DE LA INTELIGENCIA COLECTIVA DE LA CAPACIDAD EN HORMIGAS PARA CREAR PUENTES VIVIENTES

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El fascinante fenómeno de una columna de hormigas obreras discurriendo por un camino como si encarnasen a un único ser, con forma de serpiente, se queda corto en comparación con lo que estos insectos pueden hacer cuando su camino se ve interrumpido por lo que para ellos representa un precipicio. Si la distancia a salvar de un lado a otro no es mucha, las hormigas pueden ejercer una conducta colectiva todavía más parecida a la que pondría en práctica un solo individuo que las englobase a todas. Como si las hormigas pasasen a ser piezas de un animal mayor, por ejemplo una serpiente, se aferran con fuerza unas a otras del modo idóneo y construyen un puente entre ambas orillas. Y lo hacen sin ningún control centralizado desde el que partan órdenes de coordinación. Es algo espontáneo e improvisado.

Puente viviente de hormigas visto desde debajo. (Foto: Matthew Lutz, Princeton University, y Chris Reid, University of Sydney)

El equipo internacional de Matthew Lutz, de la Universidad de Princeton en Estados Unidos, y Chris Reid, de la de Sídney en Australia, ha estudiado a fondo el fenómeno de la construcción espontánea de puentes vivientes por hormigas de la especie E. hamatum. Y ha llegado a la conclusión de que estas estructuras son más sofisticadas de lo que la comunidad científica ha venido creyendo hasta ahora. Las hormigas exhiben un nivel de inteligencia colectiva que podría obligar a reescribir algunas páginas de los tratados sobre comportamiento animal, e incluso ayudar en el desarrollo de robots intuitivos que puedan cooperar entre ellos tan estrechamente como piezas de una misma máquina.

El comportamiento de una colonia de hormigas ya ha sido previamente la base de algoritmos para optimizar rutas de vehículos y trazados de telecomunicaciones, entre otras aplicaciones. Las hormigas estudiadas en la nueva investigación ejemplifican la “inteligencia de enjambre”, en la que interacciones a nivel individual producen un comportamiento de grupo coordinado, como por ejemplo el montaje y desmontaje de los puentes vivientes.

Extrayendo las reglas usadas individualmente por las hormigas sobre si iniciar, unirse o separarse de una estructura viviente, sería factible programar enjambres de robots simples para construir puentes y otras estructuras a base de conectarse entre sí.

Estos puentes de robots exhibirían las propiedades beneficiosas que observamos en los puentes de hormigas, como la adaptabilidad a las condiciones locales, la optimización en tiempo real de la forma y la posición, y la rapidez del montaje y el desmontaje sin necesidad de materiales de construcción externos. Dicho enjambre de robots sería especialmente útil en condiciones peligrosas e impredecibles, tales como las imperantes en zonas de desastres naturales.

UN INSECTO COMO VECTOR DEL HONGO QUE AFECTA A LOS PINOS DEL NORTE DE ESPAÑA

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El insecto coleóptero (Tomicus piniperda), una de las especies conocidas vulgarmente como barrenillos, podría ser el vector del hongo Fusarium circinatum que causa el chancro resinoso de los pinos en el norte de España . La enfermedad afecta actualmente a plantaciones de pino insigne y pino marítimo en Castilla y León, Cantabria, País Vasco, Navarra, Asturias y Galicia. Así lo confirman científicos de la Universidad de Valladolid.

El hongo patógeno Fusarium circinatum al microscopio./ Diana Bezos

Científicos del Instituto Universitario de Investigación en Gestión Forestal Sostenible (IUGFS) de la Universidad de Valladolid (UVa) y el Instituto Nacional de Investigación y Tecnología Agraria y Alimentaria (INIA), situado en el Campus de Palencia, han publicado en la revista Annals of Forest Science una investigación en la que apuntan al insecto coleóptero Tomicus piniperda, una de las especies conocidas vulgarmente como barrenillos, como posible vector del hongo que causa el chancro resinoso de los pinos en el norte de España, Fusarium circinatum.

La enfermedad afecta actualmente a plantaciones de pino insigne Pinus radiata y pino marítimo Pinus pinaster en Castilla y León, Cantabria, País Vasco, Navarra, Asturias y Galicia. Su principal síntoma es la presencia de chancros con abundante resina tanto en el tronco como en las ramas que pueden provocar la muerte del árbol, por rotura del tronco o por desecación de la copa.

Fusarium circinatum, su agente causante, es un hongo fitopatógeno que entra al árbol a través de heridas de origen biótico (relacionadas con la propia naturaleza), como las horadadas por los barrenillos, o de origen abiótico (ajenas a la naturaleza), como las heridas de poda, y va avanzando por los tejidos del árbol liberando enzimas fitotóxicas y micotoxinas que necrosan los tejidos.

La investigadora del IUGFS Dianza Bezos trabaja desde hace cinco años, en el marco de su tesis doctoral, en el estudio de los factores que afectan a la epidemiología de Fusarium circinatum en el norte de España, bajo la dirección de los profesores Julio Díez Casero y Mercedes Fernández.

Según detalla Bezos, “el interés en estudiar la epidemiología de este patógeno reside en la importancia que tiene tanto la distribución de esta enfermedad a lo largo del mundo como el número de árboles afectados".

Son muchos los factores que facilitan la distribución del patógeno aumentando así la incidencia de la enfermedad y, entre ellos, la investigadora destaca el papel de lo barrenillos que, al alimentarse y criar bajo la corteza de los pinos o en el interior de las ramas de pinos infectados por el patógeno, dispersan las esporas del patógeno, siendo, en muchas ocasiones, capaces de inocularlo en árboles sanos.

Toma de datos y muestreo en parcelas de Cantabria

En primer lugar, los investigadores llevaron a cabo una toma de datos y un muestreo en campo en parcelas de pino insigne en Cantabria afectadas por la enfermedad. La toma de datos consistió en una observación de los síntomas de la enfermedad en estas parcelas, que resultaron tener relación con la presencia de heridas de poda en el tronco del árbol. Por otro lado, el muestreo se basó en recoger barrenillos de diferentes especies y estudiar los hongos que llevaban asociados, centrándose en el género de hongos del patógeno (Fusarium).

A partir de los datos obtenidos en este muestreo inicial, el equipo científico decidió estudiar las dos especies de insectos que parecían tener un papel más relevante en la dispersión de Fusarium circinatum: Tomicus piniperda y Pityophthorus pubescens.

“El trabajo pone de manifiesto la posibilidad de que T. piniperda sea un vector de F. circinatum en nuestro área de estudio. Esto indica que esta especie podría transportar el patógeno y más tarde inocularlo tanto bajo la corteza como en el interior de los ramillos de copa. En esta línea, la alimentación de maduración y la invernación son los momentos más susceptibles para la inoculación del patógeno", subraya.

Mientras, Pityophthorus pubescens mostró una asociación débil con F. circinatum en el área de estudio. De este modo, “el papel de T. piniperda parece ser más importante en nuestra área de estudio que el de P. pubescens, debido a la alimentación que el primero lleva a cabo en árboles sanos", agrega.

Poda no recomendada en las plantaciones afectadas

Conocer en profundidad los factores que afectan a la epidemiología de Fusarium circinatum tiene además implicaciones económicas, ya que la especie de pino más susceptible a esta enfermedad, Pinus radiata, es muy rentable en lo que a producción de madera se refiere. Tiene un crecimiento muy rápido y se caracteriza por la rectitud de sus fustes, y la presencia del patógeno en estas plantaciones provoca grandes pérdidas económicas en la industria maderera.

El estudio ha permitido comprobar que la presencia de heridas de poda aumenta el riesgo de infección por el patógeno, lo que incrementaría la presencia de chancros y de deformación en el tronco. Por ello, asegura la investigadora, “la poda no es recomendable en plantaciones afectadas por la enfermedad, ya que la deformación causada por los chancros haría los troncos inservibles en la industria maderera".

Para seguir avanzando en esta línea, la científica cree que sería importante estudiar otras especies de barrenillos presentes en las plantaciones de pino insigne. Asimismo, destaca el interés en profundizar en el estudio del clima.

“La presencia de nieblas, la elevada humedad ambiental y la cercanía de las plantaciones a la costa son factores determinantes para la distribución de la enfermedad en todo el mundo y también en nuestro país, por lo que habría que centrar esfuerzos en el estudio del clima y su relación con la enfermedad, especialmente en un escenario de cambio climático en el que tanto plagas como enfermedades pueden aumentar su distribución", recalca. Finalmente, subraya la importancia de enfocar la gestión de las masas forestales a solucionar los problemas asociados a la enfermedad.

Referencia bibliográfica:

Bezos, D., Martínez-Álvarez, P., Diez, J.J., Fernández, M.M. (2015). “The pine shoot beetle Tomicus piniperda as a plausible vector of Fusarium circinatum in northern Spain". Annals of Forest Science DOI: 10.1007/s13595-015-0515-4.

VENTILACIÓN ULTRAEFICAZ EN CONSTRUCCIONES HECHAS POR TERMITAS; UNA LECCIÓN DE ARQUITECTURA IMPARTIDA POR LA NATURALEZA

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En lo que se refiere a los arquitectos de otras especies animales que no sean la humana, la termita común no tiene muchas herramientas a su disposición, solo su cuerpo como máquina, y su saliva y la tierra como materiales de construcción. Como guía de edificación, a falta de planos arquitectónicos, debe contentarse con la información que le dan las variaciones en la velocidad y en la dirección del viento, y las fluctuaciones de la temperatura a lo largo del ciclo día-noche conforme el Sol se eleva en el horizonte y luego vuelve a descender hacia él.

Un “hormiguero” de termitas en forma de montículo. (Foto: John P. Mosesso, USGS)

A pesar de tan limitados recursos, esos diminutos insectos han conseguido construir estructuras que están ventiladas de manera muy eficiente, un reto ante el que los arquitectos humanos tienen dificultades.

Una investigación reciente, llevada a cabo por Samuel Ocko, Hunter King y L. Mahadevan, de la Universidad Harvard en Cambridge, Massachusetts, Estados Unidos, revela cómo son ventilados exactamente estos “hormigueros” en forma de montículo, y ello podría ofrecer lecciones a los arquitectos humanos.

El estudio ha desvelado que las estructuras actúan de forma parecida a la de un pulmón, inhalando y exhalando aire una vez al día a medida que son calentadas y enfriadas.

La teoría clásica era que si tenemos viento soplando por encima de los montículos, ello cambia la presión, y puede provocar la succión del dióxido de carbono (CO2) de su interior… pero eso nunca fue medido de forma directa. Los autores del nuevo estudio midieron la velocidad del viento y su dirección dentro de los montículos y en varias ubicaciones. También midieron la temperatura, las concentraciones de CO2 y otros parámetros. Encontraron que las oscilaciones de temperatura asociadas con el día y la noche pueden usarse para gestionar la ventilación de una manera que se parece bastante al funcionamiento de un pulmón. Así que el montículo “respira” una vez al día, por así decirlo, y eso mantiene el adecuado nivel de renovación del aire dentro de esos “hormigueros” en forma de montículo.

LAS “VACUNAS” DE LAS ABEJAS

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Se han descubierto los detalles de un mecanismo que permite a la abeja reina de una colmena “vacunar” a la descendencia que engendra. En lo que se refiere a vacunar a sus crías, las abejas no tienen elección: inmunizan de forma natural a sus vástagos contra enfermedades específicas que se encuentran en sus entornos. Y ahora, por vez primera, los científicos han descubierto cómo lo hacen.

Con el descubrimiento de cómo las abejas vacunan de forma natural a sus crías, es ahora factible desarrollar la primera vacuna para insectos. Esta vacuna podría emplearse para luchar contra enfermedades graves que diezman a las colmenas de abejas. Se trata de un importante avance en el sector alimentario humano, teniendo en cuenta su producción de miel, un alimento muy valorado, así como el papel destacado que las abejas e insectos comparables tienen como polinizadores para la agricultura. (Foto: Christofer Bang)

Unas investigadoras de la Universidad Estatal de Arizona en Tempe, Estados Unidos, las de Helsinki y Jyväskylä en Finlandia y la Universidad Noruega de Ciencias Biológicas han hecho el descubrimiento después de estudiar una proteína sanguínea de abeja llamada vitelogenina. Las científicas encontraron que esta proteína desempeña un papel esencial pero previamente desconocido contribuyendo a proteger a las crías contra las enfermedades.

El proceso por el cual las abejas transfieren inmunidad a sus crías ha sido un misterio hasta ahora. Lo que Gro Amdam, Heli Salmela y Dalial Freitak han hallado es que el proceso se manifiesta de un modo tan sencillo como lo es el comer. Este sorprendente descubrimiento ha sido posible gracias a 15 años de investigación básica sobre la vitelogenina.

En una colonia de abejas de la miel, la reina raramente deja la colmena, así que las abejas obreras deben traerle comida. Las abejas recolectoras pueden captar involuntariamente patógenos en el entorno mientras recogen polen y néctar. De vuelta a la colmena, las abejas obreras utilizan este mismo polen para crear la “jalea real”, un alimento hecho solo para la reina, que de forma fortuita contiene bacterias del entorno exterior.

Después de comer esas bacterias, los patógenos son digeridos y sus restos acaban pasando a un órgano de la reina parecido al hígado. Trozos de las bacterias son entonces unidos a la vitelogenina (una proteína), y transportados a través de la sangre hasta los huevos en desarrollo. Debido a ello, las crías de abeja son “vacunadas” y sus sistemas inmunitarios quedan mejor preparados para luchar contra las enfermedades provocadas por gérmenes del entorno una vez han nacido.

La vitelogenina es la portadora de estas señales preparatorias inmunitarias, algo que la comunidad científica no sabía hasta ahora.

Si bien las abejas vacunan mediante este mecanismo a sus crías contra algunas enfermedades, muchos patógenos son mortíferos para ellas, y los insectos no pueden luchar contra ellos. Pero ahora que se ha descubierto cómo las abejas vacunan a sus crías, esto abre la puerta a la creación de la primera vacuna comestible natural para insectos.

Las autoras de la investigación trabajan en un modo de producir una vacuna inofensiva, así como en el modo de cultivarlas e introducirlas en las colmenas de abejas a través de un “cóctel” que estas acepten comer.

A LA CAZA DE LOS ARTRÓPODOS QUE SE ALIMENTAN DE CADÁVERES

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Un grupo de investigadores del Departamento de Zoología y Biología Celular Animal de la UPV/EHU (España) estudia las comunidades de insectos y otros artrópodos para intentar aclarar casos de muertes violentas, tráfico de especies, calidad de alimentos y otras mercancías, contaminación, malos tratos, etc. El citado equipo ha sido el primero de la península ibérica en cerrar el ciclo y calcular el tiempo de desarrollo de un insecto necrófago de interés forense.

La imagen del entomólogo forense de películas o series televisivas tipo CSI no se corresponde con la labor diaria de estos profesionales en el País Vasco, según la investigadora Marta Saloña (UPV/EHU): “Nuestros trabajos son, por lo general, bastante rutinarios. Investigamos daños en estructuras, alteraciones, problemas de seguridad (hubo uno aquí mismo, en la universidad, provocado por insectos), etc.”. También trabajan a las órdenes de la autoridad judicial, en casos de homicidios, suicidios, malos tratos…, cuando así se lo solicitan.

De hecho, el primer caso en el que trabajó el equipo fue el de un cadáver que apareció en un bosque. “Leí la noticia en la prensa, y envié un fax al juzgado. Me llamó el juez, y, después, el forense. Empezamos a colaborar. Fue maravilloso, porque él llevaba años guardando el material. El forense sabía que aquello aportaba algo, pero no sabía qué. Y tenía que hacer autopsias… Estaban desbordados de trabajo. No se guardaba la información, no se procesaba”, recuerda Saloña.

El Servicio de Entomología Forense de la UPV/EHU tuvo que empezar prácticamente de cero: “No se habían hecho trabajos previos, solo había unos pocos datos aislados. Hay muy poco estudiado, no solo aquí, en el País Vasco, sino en toda la península. Continuamente nos llevamos sorpresas, y nos encontramos con especies que no sabemos si son de aquí, si han venido de fuera, si estuvieron aquí alguna vez…, porque no se han ido registrando sistemáticamente los hallazgos. Allí donde ha habido departamentos o museos con profesionales de entomología, se han hecho estudios de zona, pero hay áreas que están totalmente inexploradas”, afirma la investigadora.

Recuerda Marta Saloña que cuando el equipo comenzó a trabajar —a finales del pasado siglo—, “empezamos a documentarnos, para saber qué especies había. Lo primero fue hacer una secuenciación genética para confirmar que era posible identificar restos asociados a cadáveres, pero el campo se fue ampliando, y comenzamos a hacer un estudio sobre la distribución de los insectos necrófagos de la CAV, a elaborar mapas de distribución… Y a desarrollar bases de datos contrastadas, algo fundamental para nuestro trabajo” señala Marta Saloña.

El panorama que describe esta investigadora no impide, sin embargo, que se hagan cosas, algunas de ellas muy interesantes e, incluso, pioneras en su campo. “Somos el primer grupo de investigación de la península ibérica (Portugal inclusive) que ha cerrado el ciclo y calculado el tiempo de desarrollo, en condiciones controladas, de un insecto necrófago de interés forense dentro de varios rangos de temperatura. Hemos sido pioneros en eso, y en hacer, en la CAV, un mapa de distribución de insectos necrófagos colonizadores de cadáveres, y en hacer su secuenciación molecular”, asevera la doctora.

También recuerda Saloña que su equipo ha sido “el primero del mundo que ha separado dos especies que, hasta el momento, nadie había sido capaz de separar, según su secuencia genética. Creo, sinceramente, que tenemos un mérito considerable por hacer lo que hemos hecho en estos 15 años, con los medios de que disponemos, cada investigadora en su campus…”.

Por lo que a los métodos de trabajo del equipo se refiere, los investigadores analizan los insectos colonizadores de los cadáveres y sus respectivos tiempos de desarrollo. Para capturarlos, se instalan trampas con el “cebo” correspondiente para cada tipo de insecto que se desea atrapar; para los que se alimentan de animales muertos, por ejemplo, se colocan vísceras de animales. (Fuente: UPV/EHU)

INSECTOS ACUÁTICOS CONSTRUYEN REFUGIOS CON PIEDRAS EN PERFECTO EQUILIBRIO

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Científicos de la Universidad de Granada han descubierto un curioso secreto de la naturaleza desconocido hasta la fecha: algunas larvas de insectos acuáticos construyen refugios en forma de canutillos con pequeños granos de arena o piedrecitas para proteger sus delicados cuerpos, como si de una perfecta balanza milimétrica se tratara.

Arriba, la casa de pupación o canutillo realizado con granos del substrato en el que la larva se encierra para realizar la metamorfosis y convertirse en insecto adulto (abajo). / UGR.

Un equipo de investigación de la Universidad de Granada ha estudiado el comportamiento de las larvas de insectos acuáticos, en especial de la especie Anitellaamelia, y han observado que  en el momento de pupar para realizar la metamorfosis, añaden granitos adicionales de arena o piedrecitas, que sitúan estratégicamente en los extremos de los canutillos (bien externa o internamente) con el objeto de equilibrar el peso de las dos mitades con total precisión, como si de una perfecta balanza milimétrica se tratara. 

El trabajo demuestra que la finalidad de equilibrar el peso de estos minúsculos canutillos, que los propios animales construyen con partículas del substrato, es que estos insectos acuáticos, pertenecientes al orden de los tricópteros, sean capaces de reposar de forma horizontal en las orillas poco profundas de los arroyos, cuyo caudal disminuye mucho al final del verano, y puedan así sobrevivir. Si permanecieran en posiciones verticales, la probabilidad de quedar expuesto al aire sería muy alta y, por tanto, el animal moriría por desecación.

El equipo liderado por Javier Alba-Tercedor estaba estudiando a Anitellaamelia, un insecto acuático del orden tricópteros cuyos adultos tienen aspecto de polilla, con escasas poblaciones que viven en algunos cursos de agua del noroeste de la península ibérica, cuando descubrió este curioso fenómeno de la naturaleza. Algunos de los canutillos de pupación fabricados por los insectos llamaron la atención de los investigadores por ser dobles, es decir, se observaban dos canutillos concéntricos, uno dentro de otro, un hecho inédito.

Intrigado por este aspecto, Alba-Tercedor realizó un estudio del insecto acuático mediante microtomografía. Las primeras imágenes permitieron evidenciar esta doble estructura, pero además que la larva, antes de pupar, había colocado granos adicionales  de arena o grava en los extremos, bien internamente o externamente, que en las imágenes aparecen como si fueran grandes rocas.

“Buscando una explicación a este cambio en la arquitectura de los canutillos justo antes de encerrarse en ellos y transformarse en adultos, formulamos la hipótesis de que la función de añadir peso en los extremos debería responder a la necesidad de equilibrar el peso de ambas mitades de los canutillos”, explica el profesor Alba-Tercedor.

Con ello, los canutillos acaban reposando horizontales en las orillas poco profundas de los arroyos, donde al final del verano las larvas permanecen encerradas varias semanas hasta completar la metamorfosis y emerger como adultos voladores.

Evitar exponerse al aire

“Durante este tiempo los arroyos disminuyen mucho de caudal y quedan pequeños charquitos en donde las larvas, encerradas en los canutillos, quedan sumergidas. A lo largo de este tiempo, si los canutillos estuviesen en posiciones verticales, la probabilidad de que parte de estos quedase expuesta al aire sería muy alta, y por tanto el animal moriría por desecación”, señala el catedrático de Zoología de la UGR.

Para comprobar su hipótesis, Alba-Tercedor, mediante técnicas de microtomografía, escaneó e hizo reconstrucciones volumétricas de diferentes canutillos. Cada uno de ellos lo dividió 'virtualmente' en dos mitades de igual longitud. Mediante software fue posible medir el volumen de cada piedrecita, como medida indirecta del peso, y por tanto la suma de volúmenes de todas las que componen cada mitad.

Los resultados obtenidos confirmaron la hipótesis de partida: los pesos de ambas mitades de estos insectos acuáticos resultaron exactamente iguales, gracias a la labor de 're-equilibrio' que ellos mismos realizan añadiendo nuevas partículas de substrato en los extremos.

“Una larva tan pequeña, de algo más deun centímetro de longitud, es capaz de ser una arquitecta experta elaborando los canutillos, y posteriormente añadiéndoles exactamente la cantidad y tamaño de granos en los extremos para equilibrar su peso como en una balanza. En ello le va la supervivencia de la especie. La evolución ha seleccionado a los que construyeron de forma adecuada”, concluye el profesor Alba-Tercedor.

Referencia bibliográfica:

ALBA-TERCEDOR, J., M. SÁINZ-BARIÁIN & C. ZAMORA-MUÑOZ. 2015. Using micro-CT to elucidate the pupal case architecture as a survival strategy of a caddisfly. In: Bruker Micro-CT Users Meeting 2015. pp.: 163-172. Ed. Bruker microCT, Kontich, Belgium. pp:47-55. ISBN: 9789081678100, ISSN: 2033-8031.

LAS HORMIGAS ‘SCOUT’ COORDINAN SUS MOVIMIENTOS EN EL TRANSPORTE DE COMIDA PESADA

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Las hormigas son reconocidas por cooperar para realizar sus actividades en grupo, entre otras, la búsqueda de comida. Ahora, investigadores de la Universidad de Weismann (Israel) han descubierto que las hormigas scout dirigen a sus compañeras en el transporte de alimentos. Según el estudio, estos insectos coordinan el movimiento colectivo para mejorar el transporte de grandes piezas de comida al nido. De esta forma, evitan los conflictos entre las transportadoras que podrían hacer ineficientes los desplazamientos.

Las hormigas transportan alimentos que son considerablemente más grandes que ellas. / Asaf Gal y Ofer Feinerman

El transporte colectivo de cargas pesadas requiere una gran coordinación en las actividades tanto humanas como de los animales. Las hormigas, en relación a su tamaño, son capaces de desplazar objetos muy pesados.

Ahora, en un estudio publicado en la revista Nature Communications, revela como un grupo de estos insectos, al que los científicos llamado hormigas scouts –cuyo nombre científico es Paratrechina longicornis–  guía al resto de sus compañeras en el transporte de los alimentos hasta el nido.

Para realizar este trabajo, Ofer Feinerman, investigador de la universidad de Weismann y líder del estudio, y su equipo han analizado una serie de vídeos para seguir el movimiento de algunos individuos dentro de un grupo de estos insectos mientras transportaba alimentos –como cereales– de vuelta al hormiguero.

Hormigas bien informadas

Los científicos observaron que, mientras que la velocidad a la que se desplazaba la carga dependía del número de hormigas que la transportan, la dirección en la que viajaba estabaá determinada por las indicaciones de algunos individuos bien informados acerca de la ubicación precisa del hormiguero.

Según la investigación, la coordinación del movimiento colectivo optimiza el transporte de grandes piezas de comida al nido y evita los conflictos entre las transportadoras que podrían hacer ineficientes los desplazamientos.

Los expertos vieron que a pesar de que todos los grupos de individuos podrían realizar los mismos roles esto generaría una escasa flexibilidad en la capacidad de respuesta a los cambios en el ambiente.

Para explicar el comportamiento coordinado, el equipo de Feinerman aplicó un modelo teórico utilizado en la física estadística para describir los fenómenos emergentes llamado modelo de Ising, que indica que la mayoría de individuos del grupo presenta un nivel intermedio de conformismo en su comportamiento, lo cual permite a los individuos bien informados dirigir de forma óptima la dirección de la carga. 

Referencia bibliográfica:

Ofer Feinerman et al. “Ant groups optimally amplify the effect of transiently informed individuals”. Nature communications. Doi: 10.1038/ncomms8729. 28 de julio de 2015

¿POR QUÉ LOS MACHOS DE ARAÑA VIUDA NEGRA CAUSAN DESTROZOS DELIBERADOS EN LA TELARAÑA DE LA HEMBRA QUE CORTEJAN?

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La araña viuda negra (Latrodectus hesperus) es nativa del oeste de Norteamérica. Las hembras de viuda negra tienen unos 15 mm de largo. El macho es mucho más pequeño. Las viudas negras construyen telarañas que, entre otras cosas, sirven para comunicarse a través de vibraciones y feromonas.

Los machos de araña viuda negra destruyen grandes porciones de la red de la hembra durante el cortejo y agregan su propia seda. (Foto: Sean McCann)

Las feromonas de seda que las hembras de viuda negra producen son como anuncios personales basados en el olor. Oler en la seda la feromona de la hembra puede indicarle al macho la edad, el historial de apareamientos e incluso el nivel de hambre de su potencial compañera. Estos mensajes químicos complejos son solo una parte del sistema de comunicaciones de estas arañas.

El acceso a las hembras está muy disputada: hasta 40 machos pretendientes pueden llegar a la telaraña de una hembra en una noche.

Los machos de araña viuda negra destrozan grandes porciones de la telaraña de la hembra durante el cortejo y agregan su propia seda. Sorprendentemente, a las hembras no parece importarles esta destrucción.

En la investigación realizada por el equipo de Catherine Scott, de la Universidad Simon Fraser en Canadá, se ha observado minuciosamente este fenómeno. Ella y sus colegas han llegado a la conclusión de que esta conducta saboteadora ejercida por los machos disuade a los machos rivales, dado que los destrozos hacen menos atractiva la telaraña de la hembra para ellos. La tolerancia de la hembra hacia estos sabotajes parece derivar del hecho aparente de que la conducta de estos machos la protege del acoso sexual de decenas de machos ansiosos, permitiéndola centrarse en los únicos con los que se aparea.

LAS POLILLAS HALCÓN RALENTIZAN SU SISTEMA NERVIOSO PARA TENER VISIÓN NOCTURNA

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Un nuevo estudio muestra que las polillas halcón reducen la velocidad de su visión para conseguir captar más luz durante la noche. Aunque a cambio pierden parte de su velocidad de reacción, es suficiente para seguir las oscilaciones de las flores de las que se están alimentando. Estos hallazgos podrían ser utilizados por la aviación estadounidense para diseñar la próxima generación de robots voladores.

Un ejemplar de polilla halcón intentando alimentarse de una de las flores robóticas utilizadas en el estudio / Robert Felt (Georgia Tech.)

Investigadores estadounidenses han analizado el método de visión nocturna empleado por las polillas halcón (Manduca sexta) para extraer el néctar de las flores mientras están volando, adaptándose a la falta de iluminación.

“Queríamos comprobar cómo funciona el pequeño cerebro de un insecto para adaptarse a un entorno con poca luz mientras está realizando tareas complejas como planear para alimentarse del néctar de las flores”, destaca a Sinc Simon Sponberg, físico del Instituto de Tecnología de Georgia (EEUU) que ha dirigido el estudio publicado en la revista Science.   

Partiendo de estudios anteriores, los científicos establecieron la hipótesis de que las polillas halcón ralentizaban su sistema nervioso, haciendo que su proceso de percepción visual fuera más lento para así poder captar mejor la poca luz existente; pero a cambio perdían precisión para seguir el balanceo de las flores.

“Ralentizar el proceso de visión es como aumentar la exposición de una cámara, si dejas abierto el obturador durante bastante tiempo recibes mayor luminosidad, pero la imagen puede volverse menos clara y es más difícil grabar movimientos rápidos”, explica Sponberg.

Por tanto, para determinar los efectos de este proceso, los científicos efectuaron varios experimentos en los que recreaban los niveles de luz correspondientes a un amanecer temprano y a la iluminación de la luna en una noche nublada.

Su objetivo era comprobar durante cuánto tiempo la probóscide –la ‘trompa’– de los insectos permanecía unida a unas flores robóticas que dispensaban néctar y que efectuaban diversos movimientos a distintas velocidades.

Pequeña disminución

A partir del análisis de los resultados obtenidos en las diversas pruebas, cuenta Sponberg, “vimos que aunque su sistema nervioso iba más despacio, esto solo era una desventaja cuando la flor se movía a una velocidad mucho mayor de la natural”.

Los insectos eran capaces de seguir la trayectoria de las flores que iban a hasta 20 oscilaciones por segundo, mucho más que el ratio habitual de dos oscilaciones por segundo observado en flores reales. Dado que las polillas pueden mover sus alas 25 veces por segundo, tenían que adaptarse casi en cada aleteo.

De esta forma, “las polillas halcón sacrifican parte de su velocidad de visión para ser capaces de captar mejor la luz, pero este sacrificio no es importante porque únicamente afecta a su habilidad para rastrear movimientos que no se producen de manera natural en las flores”, determina el científico.

Posibles usos en aviación

El estudio ha sido cofinanciado por la Air Force Office estadounidense y podría ayudar en el diseño de la próxima generación de robots voladores  para que sean capaces de operar de forma eficaz en diversas condiciones de luz.

“Debido a que los insectos tienen ojos muy pequeños y un sistema nervioso diminuto, han evolucionado hasta adoptar soluciones muy difíciles, robustas y comparativamente simples soluciones a problemas difíciles” explica a Sinc Eric Warrant, biólogo sueco que también ha estudiado los sistemas de visión nocturna de los insectos.

“Dado que se pretende que los robots sean capaces de realizar buena parte de las tareas que realizan estos insectos, entender la forma en que estos consiguen adaptarse al vuelo nocturno puede dar buenas pistas para conseguir el mismo grado de solidez y sofisticación”, concluye.

Referencia bibliográfica:

Sponberg, S. et al. “Luminance-dependent visual processing enables moth flight in low light” Science. Doi: 10.1126/science.aaa3042

EMPLEAN UN HONGO COMO HERRAMIENTA DE CONTROL DE LA MOSCA DEL OLIVO

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Un proyecto de investigación del Campus de Excelencia Internacional ceiA3 y de la Universidad de Córdoba logra reducir al cincuenta por ciento la densidad de población de la mosca del olivo con un sistema biológico. Este díptero puede producir hasta el 40% de pérdida en la producción de los olivares.

Un ejemplar de mosca del olivo (Bactrocera oleae) pupa en una aceituna. / Meelad Yousef

La mosca del olivo es un ejemplar parduzco de alas transparentes. De apariencia inofensiva, es en realidad un constante quebradero de cabeza para los olivicultores. Un grupo de investigación de la Universidad de Córdoba, perteneciente al Campus de Excelencia Internacional CeiA3, ha aplicado un hongo como alternativa biológica para derrotar a este invertebrado.

Los científicos han obtenido resultados prometedores y de utilidad para los productores de la comarca del Guadajoz y de la Campiña Este de Córdoba y, por extensión, para todo el sector olivarero. Trabajando en campos de cultivo convencionales, han logrado reducir la densidad de población de la mosca del olivo en un 50% con este sistema de control biológico.

La mosca del olivo es el principal problema de origen entomológico en este valioso producto agrícola. “En la provincia de Córdoba, en zonas productoras como el entorno de Baena, existen tres picos poblacionales de la mosca del olivo (Bactrocera oleae) en el cultivo, uno en primavera y dos en otoño”, indica Inmaculada Garrido Jurado, investigadora de la unidad de Entomología Agrícola que dirige el catedrático Enrique Quesada. Generalmente, “son más peligrosos los últimos, ya que la mosca se dirige al fruto”, explica Garrido.

Por este motivo, los investigadores han empleado el inóculo en estos periodos, que coinciden con la caída de la larva de la mosca al suelo, donde inverna desde octubre o noviembre, y la emergencia del insecto ya como adulto en primavera.

El hongo

Para combatir la plaga, los científicos han empleado un enemigo natural de la mosca del olivo. Se trata del hongo Metarhizium brunneum. “Está presente de manera natural en el suelo y desde el siglo XIX se sabe que regula poblaciones de insectos”, añade Meelad Yousef, doctorando del equipo de investigación de la UCO.

“Empleamos organismos presentes de forma natural en el entorno y, por lo tanto, no introducimos elementos biológicos ajenos al entorno del olivar”, resume su compañera. El empleo de este hongo como agente biológico de plagas permite, además, cumplir las disposiciones de la directiva comunitaria, traspuesta en un real decreto de 2012 para el uso sostenible de productos fitonasitarios, y constituirse como una herramienta ambientalmente responsable.

El hongo actúa por contacto con la mosca del olivo. Mediante unas enzimas es capaz de penetrar en el insecto a través de la cutícula del mismo, la parte que le aísla del exterior. El hongo, que infecta al insecto, le produce la muerte bien por su crecimiento en el interior del cuerpo, bien por la producción de compuestos insecticidas.

Sobre el terreno

A partir de este mecanismo biológico, los investigadores idearon un método de control que utilizaron durante dos campañas agrícolas en olivares de la zona de Baena (sur de la provincia de Córdoba).

En parcelas de una hectárea, aplicaron al hongo combinado con agua con aperos convencionales empleados de forma usual en el ámbito agrícola. El inóculo se distribuyó bajo la copa de los árboles, lugar donde pupa la mosca del olivo. Con el fin de mantener un control sobre la población de la mosca del olivo presente en las parcelas de investigación, se emplearon trampas con atrayentes alimenticios para estos dípteros, que actuaban como barrera.

Los científicos monitorizaron tanto los campos de experimentación como el de control y llegaron a datos concluyentes. El micoinsecticida reducía la densidad de población de la mosca del olivo hasta en un 50%. También observaron que el hongo presentaba persistencia en el terreno, lo que permite que con solo dos aplicaciones al año proporcione un control a largo plazo.

Con el fin de que el método sea adoptado con sencillez por parte de los agricultores, el equipo de investigación empleó tanto rutinas de trabajo convencionales (uso de tractores, monocultores o quads con los aperos habituales para distribuir los fitosanitarios) como una combinación del inóculo con tratamientos herbicidas autorizados en el Reglamento Específico de Producción Integrada del Olivar. 

¿A QUÉ HUELEN LAS NUECES?

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¿Por qué algunos insectos depositan sus huevos en unas nueces y no en otras? La respuesta se encuentra en el olor que desprenden estos frutos cuando están rotos y, por ello, es importante diferenciar los aromas de las nueces enteras y de las dañadas.

Han analizado los datos procedentes de nueces enteras y previamente dañadas para, tras identificar y comparar sus compuestos volátiles. / Steffen Zahn

El departamento de química analítica de la Universidad del País Vasco (UPV/EHU), en colaboración con el departamento de Agricultura de EE UU, ha identificado en nueces dañadas los compuestos volátiles de los aromas atractivos para los insectos que amenazan las cosechas de estos frutos en California. Se trata de los primeros estudios que se llevan a cabo en nueces con el fin de localizar los componentes del aroma que sirvan para controlar de manera más sostenible las plagas de polillas, y, también, con el objetivo de contribuir a disminuir el uso de pesticidas y plaguicidas.

Del valle central de California proceden dos tercios de las nueces consumidas a escala mundial y más del 80% de las que se consumen en España. En los últimos 50 años dos plagas de polillas—codling moth (Cydia pomonella) y navel orangeworm (Amyelois transitella, Lepidotera, Pyralidae)— amenazan, cosecha tras cosecha, la producción de nueces. Depositan sus huevos en los frutos dañados y favorecen la propagación del hongo Aspergillus con consecuencias tanto en el mantenimiento de la seguridad alimentaria como en el desarrollo comercial y económico.

Las estrategias del último siglo para controlar las plagas han estado centradas en el uso de pesticidas y plaguicidas a los que ciertos insectos se han hecho resistentes.

Esta investigación avanza en la búsqueda de los compuestos aromáticos que les atraigan de manera natural en momentos claves, como su reproducción y alimentación, y que, combinados con técnicas medioambientales sostenibles, den la posibilidad de sintetizar productos agroquímicos más selectivos y eficientes.

El equipo de la UPV/EHU ha analizado los datos procedentes de nueces enteras y previamente dañadas para, tras identificar y comparar sus compuestos volátiles, determinar si había algún aroma exclusivo en los frutos dañados. Las muestras se seleccionaron entre mayo y septiembre de 2014 en cinco etapas fenológicas, cinco momentos climáticos y biológicos del nogal.

Como resultado del tratamiento de datos aplicado a las muestras el equipo de la UPV/EHU identificó 92 componentes aromáticos. De ellos, ocho (pinocarvona, αα-canfolénico aldehído, chrysanthenone, trans-pinocarveol, trans-ββ-farneseno, trans-ββ-verbenol, αα α-terpineno y αα α-terpinoleno) son característicos de las nueces dañadas.

La combinación de estos compuestos volátiles permitirá sintetizar una mezcla atractiva para los insectos y que sirva para controlar y hacer un seguimiento de las plagas que afectan a las nueces.

Referencia bibliográfica:

Itxaso San Román, Luis Bartolomé, Wai S. Gee, Rosa M. Alonso, John J. Beck. Comparison of ex situ volatile emissions from intact and mechanically damaged walnuts. http://dx.doi.org/10.1016/j.foodres.2015.04.009

APARICIÓN EN INSECTOS HERBÍVOROS DE RESISTENCIA A PLANTAS AGRÍCOLAS QUE FUERON GENÉTICAMENTE MODIFICADAS CONTRA INSECTOS

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Un nuevo estudio señala que la toxina en una planta de cultivo agrícola modificada genéticamente y de uso amplio, está teniendo un escaso impacto en el insecto herbívoro Helicoverpa zea, que ataca a más de 100 cultivos, incluyendo el maíz tierno. Esto concuerda con predicciones hechas hace casi 20 años que básicamente, fueron ignoradas. El estudio podría ser la señal de aviso para prestar mayor atención a los síntomas delatadores de un desarrollo incipiente de resistencia a cultivos modificados genéticamente en insectos causantes de plagas agrícolas.

Larva del insecto herbívoro Helicoverpa zea. (Foto: Dominic Reisig, North Carolina State University)

El maíz modificado genéticamente en el que se ha advertido este debilitamiento defensivo por el aumento de la resistencia en sus atacantes produce una proteína Bt (de Bacillus thuringiensis), la cual, a su vez, produce una toxina llamada Cry1Ab. Este maíz modificado fue diseñado originalmente para combatir el problema de las plagas del insecto Ostrinia nubilalis, y entró en el mercado en 1996.

A finales de los años 90, unos científicos encontraron que la Cry1Ab era también bastante eficaz contra el H. zea. Pero también pronosticaron que estaban sobreviviendo al ataque suficientes individuos de H. zea como para llevar a que la especie desarrollara resistencia a la toxina. Esa investigación fue realizada, en parte, por Fred Gould, un entomólogo en la Universidad Estatal de Carolina del Norte en Estados Unidos. Más de 15 años después, otro investigador de la misma universidad quiso ver si las predicciones de Gould se mantenían.

Dominic Reisig, de la universidad citada, y Francis Reay-Jones, de la Universidad Clemson en Carolina del Sur, Estados Unidos, examinaron terrenos de cultivo de maíz tanto en Carolina del Norte como en Carolina del Sur a lo largo de dos años, y los resultados fueron claros.

A finales de los años 90, la Cry1Ab redujo tanto el número de larvas de H. zea como su tamaño, en comparación con lo que hacía el maíz sin la proteína bacteriana. Pero Reisig y Reay-Jones han hallado que la Cry1Ab tiene ahora poco o ningún efecto sobre el número o el tamaño de dichas larvas, en comparación con el maíz sin Bt, al menos en las poblaciones investigadas del insecto.

“Se avisó de que el H. zea podría desarrollar una resistencia hacia esta toxina”, denuncia Reisig. “Pero no se hicieron cambios en el modo de utilizar la Cry1Ab, y ahora resulta que el H. zea ha desarrollado resistencia”.

LA METAMORFOSIS DE LAS ABEJAS OBRERAS

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Un vídeo de 60 segundos, elaborado por el fotógrafo Anand Varma, muestra la evolución de las abejas obreras desde que son pequeñas larvas hasta que a los 21 días alcanzan su forma definitiva y salen volando. Mientras se desarrollan, las crías sufren la amenaza de unos pequeños ácaros parásitos.

Las abejas, cerca de alcanzar su forma y color definitivos / Anand Varma

El fotógrafo Anand Varma, en colaboración con el laboratorio de abejas de la Universidad de California (EE UU), ha elaborado un vídeo en el que, a partir de la sucesión rápida de fotografías tomadas a lo largo del proceso, se muestran todas las fases en la metamorfosis de una abeja.

Al inicio se produce la eclosión del huevo, del que surge la larva trasparente e inquieta, casi siempre en movimiento. Durante los primeros días de su vida las crías permanecen encerradas en pequeñas celdas, donde van creciendo mientras son alimentadas con jalea real proporcionada por las abejas nodrizas.

A partir de los 25 segundos del vídeo, se puede apreciar la presencia de unos pocos ácaros invasores, llamados Varroa destructor, que se mueven alrededor de las celdas. Este pequeño parásito suele atacar a las crías, matándolas en varios casos.

Las abejas que no sufren el ataque de estos insectos continúan su evolución hasta que, a los 21 días de haber nacido, alcanzan su forma y color definitivos. Es entonces cuando abandonan las celdas y pueden volar libremente.     

Su vida posterior como adultas es bastante breve, aunque depende de la estación del año. En primavera y verano subsisten cerca de dos meses, mientras que en otoño e invierno llegan a entre tres y cuatro meses.   

En total, una colonia de abejas puede tener entre 40.000 y 75.000 obreras. Son las encargadas, entre otras tareas, de buscar alimento y proteger la colonia ante las amenazas del exterior.

Especie en descenso

Según alertan los científicos, el enjambre mundial de abejas ha sufrido un fuerte descenso en los últimos años. Uno de las principales causas son los nuevos pesticidas, que contienen componentes que les provocan síntomas similares a los del Alzheimer, haciendo que se desorienten al intentar regresar a la colmena.

Para comprender los cambios geográficos de este animal en nuestro país, científicos de la Universidad de Murcia elaboraron en 2008 un mapa detallado de la península ibérica, para lo que utilizaron un marcador mitocondrial.

¿CÓMO LA ABEJA REINA EVITA EL PROBLEMA DE LA ENDOGAMIA EN SU COLMENA?

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Como otros insectos sociales, las abejas viven en colonias integradas principalmente por miembros de la casta obrera muy emparentados entre sí. Una alta diversidad genética entre las obreras es importante para la supervivencia de toda la colonia. Existen varias teorías sobre el por qué: por ejemplo, una fuerza de trabajo genéticamente variada está mejor equipada para desempeñar las diversas tareas necesarias en la colonia, y las colonias con gran diversidad genética tienden a ser menos susceptibles a enfermedades capaces de afectar a un amplio número de individuos. Pero, ¿cómo puede la reina, la única hembra fértil de la colonia, prevenir o mitigar la endogamia, manteniendo así la suficiente variación genética en la colmena?

El equipo de Matthew Webster y Andreas Wallberg en la universidad de Upsala ha estudiado la recombinación en abejas. (Foto: Petra Korall)

El equipo internacional de Matthew Webster y Andreas Wallberg, de la Universidad de Upsala en Suecia, han estudiado cómo se esquiva el problema.

La abeja reina lo resuelve de dos maneras. Una es a través de la poliandria. Se aparea con montones de zánganos (machos de abeja) y utiliza su esperma para fertilizar los huevos de forma aleatoria, de manera que las obreras a menudo son de padre diferente. La segunda es a través de tasas extremadamente altas de recombinación.

La recombinación, o entrecruzamiento, sucede cuando los espermatozoides y los óvulos se forman y se intercambian segmentos de cada par de cromosomas. Este proceso desempeña un papel crucial en el mantenimiento de la variación genética.

Secuenciando todo el genoma de 30 abejas africanas, el equipo de investigación ha podido estudiar la recombinación a un nivel de detalle que no era posible anteriormente. La frecuencia de recombinación en la abeja es más alta que la medida en cualquier otro animal y es más de 20 veces más alta que en los humanos.

Las tasas extremas de recombinación encontradas en la abeja parece que son cruciales para su supervivencia.

Los resultados de la investigación se han hecho públicos a través de la revista académica PLOS Genetics. La referencia del trabajo es la siguiente: Webster et al (2015) Extreme Recombination Frequencies Shape Genome Variation and Evolution in the Honeybee, Apis mellifera. PLOS Genetics, DOI: 10.1371/journal.pgen.1005189

LAS ABEJAS SE SIENTE ATRAÍDAS POR EL NÉCTAR CON PESTICIDAS

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Las abejas son fundamentales para la polinización de las flores y resultan necesarias para la sostenibilidad de la agricultura en todo el mundo. Un estudio de la Universidad de Newcastle y el Trinity College de Dublín ha descubierto que estos pequeños animales –que están en peligro de extinción– se sienten atraídos por el néctar que contiene pesticidas. 

Abeja europea (Apis mellifera). / Albin Andersson

Las abejas traen de cabeza a científicos y ecologistas por el alto declive de su población en todo el planeta. Una investigación, publicada hoy en la revista Nature, ha descubierto que el abejorro común (Bombus terrestris) y la abeja europea (Apis mellifera) no son capaces de detectar la presencia de los tres pesticidas neonicotinoides más comunes –que actúan en el sistema nervioso central de los insectos– para poder evitarlos.

De hecho, lo más sorprendente de este estudio es que las abejas mostraron una preferencia por los alimentos que contenían dichos pesticidas. Cuando se les dio a elegir entre una solución de azúcar, y otra con azúcar y neonicotinoides, eligieron la segunda opción.

Geraldine Wright, coautora del trabajo en el Instituto de Neurociencias de la Universidad de Newcastle (Reino Unido) explica: "Las abejas no pueden distinguir los neonicotinoides en su comida y, por lo tanto, tampoco evitarlos. Esto las pone en riesgo de intoxicación cuando comen néctar contaminado. Y lo que es peor, ahora tenemos evidencias de que prefieren consumir comida con pesticidas”.

El trabajo, basado en una investigación en el laboratorio, también demostró que los abejorros consumieron más alimentos con pesticidas que las abejas, por lo que se expusieron a dosis más altas de toxinas.

Las abejas y otros insectos polinizadores son importantes para aumentar el rendimiento de los cultivos. Su valor económico se ha estimado en, al menos, 153 mil millones de dólares –115 mil millones de euros– al año a escala mundial.  

Varios estudios han demostrado que los pesticidas neonicotinoides tienen efectos negativos en la búsqueda de alimento de las abejas y en la salud de sus colonias. Como consecuencia, la preocupación pública sobre el impacto de estos pesticidas en los polinizadores ha crecido.

En abril de 2013, la UE introdujo una prohibición temporal sobre la utilización de los plaguicidas neonicotinoides en los cultivos en flor, mientras se recaba más información científica y técnica.

La ‘droga’ de las abejas

Los neonicotinoides actúan sobre los mismos mecanismos del cerebro en las abejas, que los que se ven afectados por la nicotina en el cerebro humano. El hecho de que además los prefieran preocupa a los científicos, ya que sugiere que, al igual que la nicotina, los neonicotinoides pueden actuar como una droga para que los alimentos que contienen estas sustancias les sean más gratificantes.

"Esto podría tener una reacción en cadena de impacto negativo en colonias enteras y en las poblaciones de abejas", asegura Wright.

Jane Stout, profesora de botánica y coautora también del estudio en la Facultad de Ciencias Naturales en el Trinity College de Dublín subraya: "Nuestros resultados implican que, incluso si se proporcionan fuentes alternativas de alimento para las abejas en paisajes agrícolas donde se utilizan pesticidas neonicotinoides, las abejas pueden preferir alimentarse de los cultivos contaminados. Además, los neonicotinoides llegan a las plantas silvestres que crecen junto a los cultivos, por lo que podría ser mucho más frecuente en las dietas de las abejas de lo que se pensaba".

PROFUNDIZANDO EN EL MISTERIO DE LAS SOCIEDADES INTEGRADAS CASI EXCLUSIVAMENTE POR HEMBRAS

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No parece natural que una especie animal pueda sobrevivir sin reproducirse sexualmente. Sin embargo, a lo largo del tiempo, la evolución ha dotado a las hembras de algunas especies, incluyendo anfibios, reptiles y peces, de la capacidad de clonarse a sí mismas, y tener de ese modo descendencia que perpetúe la especie, todo ello sin necesitar la colaboración de macho alguno.

Una hormiga de la especie estudiada buscando comida. Todas las obreras de esta especie son hembras estériles. (Foto: OIST)

Unos investigadores han llegado a la conclusión de que en las especies en las cuales las hembras han desarrollado la capacidad de reproducirse sin machos hace relativamente poco tiempo, la fertilización sexual todavía es la vía que asegura la supervivencia de la cantidad máxima de descendientes sanos y por lo tanto todavía se necesitan machos.

En ambientes hostiles, una especie puede aumentar su población más deprisa cuando sus hembras, para dejar descendencia, no necesitan encontrar machos apropiados con los que aparearse. Se ha venido asumiendo que esta capacidad surgió de manera independiente en ciertas especies, ya fuese debido a un conflicto entre los sexos o a la necesidad de asegurar la supervivencia de la especie cuando los compañeros aptos para el apareamiento eran escasos. Muchas de estas especies ahora constan enteramente de hembras.

Alexander Mikheyev y Misato O. Miyakawa, del Instituto de Ciencia y Tecnología de Okinawa (OIST) en Japón, han examinado la transición evolutiva desde la reproducción sexual a la reproducción clónica mediante el estudio de un caso especial: la hormiga Wasmannia auropunctata. Se trata de una especie en la que ciertas poblaciones se reproducen sexualmente mientras que otras lo hacen por clonación, aunque en ambas clases de colonias todavía existen machos.

Al igual que en el caso de otras especies de hormigas, los machos de esta especie fertilizan reinas para producir la casta de las obreras, en la cual todas ellas son estériles y heredan contribuciones genéticas de ambos progenitores. Lo peculiar reside en las castas con capacidad reproductora: Los machos fértiles nacen sin ninguna contribución genética de la reina que puso los huevos de los que salieron, y las nuevas reinas nacen sin ninguna contribución genética del padre.

La razón por la que aún hay machos y todavía se lleva a cabo el apareamiento, en una especie en la que la información genética masculina permanece separada de la femenina, ha sido un misterio durante mucho tiempo, sobre todo teniendo en cuenta que las reinas poseen la capacidad de producir por clonación tanto a obreras como a otras reinas.

Mikheyev y Miyakawa estudiaron colonias de ambas clases de poblaciones, la de quienes se reproducen sexualmente y la de quienes lo hacen por clonación. Descubrieron que las reinas inseminadas tenían un porcentaje de éxito de casi el 100 por cien en cuanto a la cantidad de huevos puestos por ellas de los que surgía una cría, mientras que en el caso de las reinas que permanecían vírgenes, tanto de la población con reproducción clónica como de la población con reproducción sexual, la mayoría de los huevos no progresaba más allá de las primeras etapas de desarrollo del embrión. El apareamiento también estimulaba a las reinas a poner huevos más rápido, en comparación con lo que ocurría cuando ese acto se omitía.

Los resultados de la investigación indican que en el caso de la hormiga Wasmannia auropunctata es poco probable la existencia de lo que se conoce popularmente como batalla de los sexos. El apareamiento con machos permite a las reinas producir descendencia más sana que mediante la clonación de ellas mismas. La actividad sexual también aumenta el vigor de la reina en varios aspectos, como lo indica la notable mejora en el desove y en el porcentaje de éxito de eclosión de los huevos. Esto a su vez mejora la salud de la colonia.

¿POR QUÉ TENEMOS MIEDO A LAS ARAÑAS?

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La aracnofobia es un producto de la evolución humana, según se desprende de un nuevo estudio elaborado por científicos de la Universidad de Columbia. Según este documento, las arañas supusieron un gran peligro para los seres humanos en las etapas evolutivas tempranas , de manera que el miedo a la especie pasó a formar parte del ADN humano.

En África, a principios de la evolución humana, sobrevivieron aquellos que tenían una gran habilidad para detectar animales, sobre todo aquellos que podían descubrir a los más cautelosos. El autor principal, Joshua New, ha explicado que durante numerosas especies de arañas, con venenos potentes, existían en África mucho antes que los homínidos y durante decenas de millones de años han coexistido".

"Los seres humanos estaban en riesgo perenne, imprevisible y significativo ante el encuentro con arañas muy venenosas en sus ambientes ancestrales. Incluso cuando no era mortal, la picadura de, por ejemplo, una viuda negra en el mundo ancestral podría dejarincapacitado durante días o incluso semanas a un hombre, tiempo en el que se exponía a numerosos peligros", ha señalado el experto.

El nuevo estudio probó la rapidez con que la gente podía detectar una araña cuando se presenta, frente a otras imágenes conocidas, como moscas o gusanos, para estudiar la capacidad de reacción de las personas. De los 252 examinados, la mayoría reconoce a las arañas mucho más rápido que al resto.

Sin embargo, otras teorías que se han propuesto para explicar el miedo humano a las arañas. El profesor de psicología de la Universidad de Plymouth, Jon May, sugirió que son las piernas angulosas, colores oscuros y los movimientos impredecibles que hacen su visión desagradable para los humanos.

"Nos gustan las mariposas y mariquitas de colores brillantes, pero las arañas son de color oscuro, con las piernas largas angulares y ambas características tienen fuertes asociaciones negativas", ha declarado a 'The Telegraph'.

En contraste con la investigación de la Universidad de Columbia, May también ha sugerido que este temor se desarrolla a través del condicionamiento social. A su juicio, los niños son mucho más propensos a convertirse aracnofóbicos si ven a sus padres o hermanos reaccionar a las criaturas de una manera determinada. 

EL EJEMPLO FÓSIL MÁS ANTIGUO DE CUIDADOS MATERNOS EN INSECTOS

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Unos científicos han descubierto, preservada en ámbar, la prueba fosilizada más antigua de un insecto cuidando sus crías. El hallazgo hecho por el equipo internacional de Bo Wang, de la Academia China de Ciencias, hace remontarse aún más atrás en el tiempo la evidencia más antigua de una hembra de insecto cuidando de sus crías. El fósil descubierto precede en más de 50 millones de años a la prueba de ese tipo que hasta ahora era la más antigua conocida. El fósil ahora estudiado data de por lo menos hace 100 millones de años, cuando los dinosaurios todavía dominaban la Tierra.

El nuevo fósil constituye el único registro de una hembra adulta de insecto del Mesozoico, una era que abarcó unos 180 millones de años. (Foto: Wang et al. “Brood care in a 100-million-year-old scale insect”, eLIFE, 2015. DOI: http://dx.doi.org/10.7554/eLife.05447. CCBY 4.0)

El nuevo fósil constituye el único registro de una hembra adulta de insecto del Mesozoico, una era que abarcó aproximadamente 180 millones de años. La era Mesozoica fue la edad de los reptiles, y vio tanto el ascenso como la caída de los dinosaurios, así como también la fragmentación del supercontinente Pangea.

El insecto hembra está preservado en un pedazo de ámbar sacado de una mina en el norte de Myanmar (país anteriormente conocido como Birmania). El espécimen quedó atrapado mientras llevaba 60 huevos y sus primeras ninfas recién salidas del cascarón. Los huevos y las ninfas están encerrados en un “saco” de huevos, recubierto de cera y localizado sobre el abdomen de la madre. Esta primitiva forma de cuidado de la nidada protege a las jóvenes ninfas de las condiciones de humedad o sequedad extremas, así como de sus enemigos naturales, hasta que adquieren su propia y delgada capa de cera.

Este mecanismo materno de protección ha sido tan exitoso para promover la supervivencia de la descendencia que aún es habitual en diversas clases de insectos hoy en día. Las ninfas nacen dentro del saco de huevos y permanecen allí durante unos pocos días antes de emerger al mundo exterior.